電子写真用カプセルトナー
【課題】色再現性が良好なトナー像を形成することができ、レーザー定着のみで十分な定着性を確保できるトナーを提供することを課題とする。
【解決手段】少なくとも結着樹脂及び着色剤微粒子からなるコア粒子と、少なくとも結着樹脂及び着色剤微粒子からなり、かつ前記コア粒子を被覆するコート層とを備え、前記コア粒子中の着色剤微粒子の体積平均粒子径ａと前記コート層中の着色剤微粒子の体積平均粒子径ｂとが次の関係：２.０≦ａ／ｂ≦５.０及び０.５μｍ≦ａ≦０.９μｍを満たし、定着に際してレーザー光のみを照射されることを特徴とする、コア−シェル構造を有する電子写真用カプセルトナーにより、上記課題を解決する。
【解決手段】少なくとも結着樹脂及び着色剤微粒子からなるコア粒子と、少なくとも結着樹脂及び着色剤微粒子からなり、かつ前記コア粒子を被覆するコート層とを備え、前記コア粒子中の着色剤微粒子の体積平均粒子径ａと前記コート層中の着色剤微粒子の体積平均粒子径ｂとが次の関係：２.０≦ａ／ｂ≦５.０及び０.５μｍ≦ａ≦０.９μｍを満たし、定着に際してレーザー光のみを照射されることを特徴とする、コア−シェル構造を有する電子写真用カプセルトナーにより、上記課題を解決する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真用カプセルトナー、該トナーを含む現像剤、該トナー用の定着装置、及び該トナーを使用する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真法は、光導電現象を利用して感光ドラム上に静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーで現像してトナー像(可視像)とした後、このトナー像を記録紙上に転写・定着する画像形成法である。
トナー像の定着には、熱、圧力、光を利用する種々の定着装置が使用されており、例えば、熱ロールを使用する定着装置が最も一般的に用いられている。
【０００３】
熱ロールを使用する定着装置は、熱効率が高い反面、装置の初期加熱(立ち上がり)に数十秒程度のロスタイムがあることに加え、熱ロール上に残ったトナーがオフセットにより記録紙を汚染し易い。また、一対の熱ロールで記録紙をニップするため、記録紙が連続して供給される際に、蛇行による皺や破れを生じやすい。
【０００４】
圧力を利用する定着装置は、ウォーミングアップや熱源が不要である等の利点により注目されている。しかし、このタイプの定着装置は、トナー像の記録紙への強固な定着が困難であり、一対のロール間に記録紙を通して加圧するため、蛇行による皺や破れが発生し易い。また、最近多用されているラベル作成用の糊付き紙を記録紙として用いる場合には、糊が下地からはみ出すこともある。
【０００５】
これに対して、光を利用する定着装置は、トナーがキセンノンランプ等のフラッシュ光による光エネルギーを選択的に吸収して溶融するので、トナー像の高速での定着が可能である。また、記録紙に非接触で定着を行えるので、記録紙へのトナーのオフセットや記録紙の蛇行による皺や破れの虞がなく、糊付き紙の使用時に糊がはみ出すこともないという利点がある。
【０００６】
一方で、フラッシュ定着においては、ブラックトナーは、全波長の光を吸収するため、キセノンランプの８００〜１０００ｎｍの近赤外領域の強い光を吸収して十分な定着特性が得られる一方で、シアントナー、マゼンタトナー及びイエロートナーのようなカラートナーは、上記近赤外領域に殆んど吸収が無く十分な定着特性が得られ難い。
【０００７】
この対策のために、特許文献１は、カラートナーに近赤外領域の光を吸収する赤外線吸収剤を添加することを提案している。
しかし、近赤外領域に強い吸収がある赤外線吸収剤は、７８０ｎｍ以下の可視域にも吸収があるので、十分な定着性を得るために必要な量をカラートナーに添加すると、可視域での光吸収のためにトナー像の色再現性が悪くなる。
【０００８】
そこで、特許文献２は、トナーに添加する赤外線吸収剤の量を低減させるために、フラッシュ定着とレーザー定着を組み合わせ、レーザー定着に各色トナー専用のレーザー光を使用し、レーザー光の波長を各色トナーの最大吸収波長に合わせることにより、トナーへの熱供給効率を高めた定着方法及び装置を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−３８６６７号公報
【特許文献２】特開２００８−１０７５７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献２に記載の定着方法を用いても、赤外線吸収剤の添加量を効果的に低減させることはできておらず、依然としてトナー像の色再現性が悪いという問題は残されている。
また、特許文献２に記載の定着方法では、定着機構としてフラッシュ定着及びレーザー定着の２つのユニットが必要になるため、装置構成が複雑になりコストが高くなるという課題も生じている。
【００１１】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、色再現性が良好なトナー像を形成することができ、レーザー定着のみで十分な定着性を確保できるトナー並びに該トナーの定着方法及び装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成すべく鋭意努力した結果、本発明者らは、トナー自体の光吸収効率を最適化することにより、目的とするトナーが得られることを見出した。
【００１３】
したがって、本発明は、少なくとも結着樹脂及び着色剤微粒子からなるコア粒子と、少なくとも結着樹脂及び着色剤微粒子からなり、かつ前記コア粒子を被覆するコート層とを備え、前記コア粒子中の着色剤微粒子の体積平均粒子径ａと前記コート層中の着色剤微粒子の体積平均粒子径ｂとが次の関係：２.０≦ａ／ｂ≦５.０及び０.５μｍ≦ａ≦０.９μｍを満たし、定着に際してレーザー光のみを照射されることを特徴とする、コア−シェル構造を有する電子写真用カプセルトナーを提供する。
【００１４】
本発明はまた、記録媒体上に前記トナーで形成された未定着のトナー像に、前記トナーに含まれる着色剤微粒子の吸収波長域内の波長を有するレーザー光を照射することによって該トナーを溶融させ、その後再度固化させることにより前記トナー像を前記記録媒体上に定着させることを特徴とするトナーの定着方法を提供する。
【００１５】
本発明は更に、少なくとも１つの前記トナーで形成された未定着のトナー像を記録媒体上に定着させる定着装置であって、前記少なくとも１つのトナーを加熱溶融する手段を備え、該手段が、前記少なくとも１つのトナーのそれぞれに各トナーに含まれる着色剤微粒子の吸収波長域内の波長を有するレーザー光を照射する少なくとも１つのレーザー光源を含んでなり、且つトナーに光を照射する光源としては前記レーザー光源のみを含むことを特徴とする定着装置を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、カラートナーへの赤外線吸収剤の添加量を効果的に低減させることが可能となる。その結果、色再現性が良好なトナー像を形成することができ、レーザー定着のみで十分な定着性を確保できるトナーが提供される。
また、本発明によれば、色再現性を悪化させること無く、低コストで十分な定着性を達成できるトナー像の定着方法及び装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のカプセルトナーの一形態を示す模式図である。
【図２】本発明の定着装置の１つの実施形態を示す概略断面図である。
【図３】本発明の画像形成装置の１つの実施形態を示す概略断面図である。
【図４】本発明の画像形成装置に使用する現像装置の１つの実施形態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明のコア−シェル構造を有する電子写真用カプセルトナーは、少なくとも結着樹脂及び着色剤微粒子からなるコア粒子と、少なくとも結着樹脂及び着色剤微粒子からなり、かつ前記コア粒子を被覆するコート層とを備え、前記コア粒子中の着色剤微粒子の体積平均粒子径ａと前記コート層中の着色剤微粒子の体積平均粒子径ｂとが次の関係：２.０≦ａ／ｂ≦５.０及び０.５μｍ≦ａ≦０.９μｍを満たし、定着に際してレーザー光のみを照射されることを特徴とする。
【００１９】
従来のトナーは、顔料(着色樹脂微粒子)の粒子径がトナー(トナー母粒子)全体で同じであり、入射光を周辺トナーへ拡散(乱反射)させることは考慮されていない。このため、トナー像を形成しているトナー粒子層の中で、レーザー光が直接照射されない領域のトナー粒子には十分な量の光が照射されず、レーザー光の照射のみでトナーを十分に加熱溶融できない。そのためトナー粒子層を均一に記録媒体上に定着させることができない。
【００２０】
これに対し、本発明のトナーでは、顔料(着色剤微粒子)の粒子径がコア粒子中とコート層中で異なり、コア粒子中でより大きい。
このため、コート層に入射した光は、大部分がコート層を透過してコア粒子に入射するか又はより下層のトナーに入射する一方、コア粒子に入射した光は、大部分が着色剤微粒子に当たって、一部は吸収され(熱エネルギーに変換されトナーの溶融に利用される)、残りは乱反射されて、周囲のトナーに照射される。
つまり、直接レーザー光を照射されたトナー粒子内部での吸収量と、周囲の(直接レーザー光を照射されていない)トナー粒子への光照射のバランスが良好である。
【００２１】
また、トナー粒子全体の光透過率を高く維持できる。そのため、トナー像を形成しているトナー粒子層全体のレーザー光の照射効率が良くなり、レーザー光のみでトナー粒子層の加熱及び溶融を十分に行うことができるようになり、トナーの記録媒体への定着性を十分確保することができる。その結果、トナーの定着特性を得るために、トナーに赤外線吸収剤をさらに添加する必要が無く、赤外線吸収剤に起因する色再現性の悪化が起こらない画像を得ることができる。
【００２２】
比率ａ／ｂが２.０より小さくなると、コア粒子からの乱射光の透過率が低くなりトナー粒子層の定着が不十分になる一方、５.０より大きくなると、コア粒子中とシェル層中での吸収効率の差が大きくなり、コア粒子とシェル層の溶融状態が大きく異なることになって均一な定着ができなくなる。
また、ａが０.５μｍより小さくなると、これに伴いｂが取り得る値(すなわち、シェル層中の着色剤の体積平均粒子径)が小さくなり過ぎるため、シェル層中での着色剤の分散状態が悪化して光透過率が低下し、その結果レーザー光の照射効率が低下して、トナー粒子層の定着が不十分になる。また、分散状態の悪化により、シェル層中で溶融状態が大きく異なることになって均一な定着ができなくなる。一方、０.９μｍより大きくなると、コア粒子の光透過率が低下してレーザー光がトナー粒子の外部に出られずトナー粒子層の定着が不十分になる。
【００２３】
以下、本発明のトナーの構成及びその製造方法について説明する。
図１は、本発明のコア−シェル構造を有するカプセルトナーの一形態の構成を示す模式図である。カプセルトナー１は、コア粒子２の表面にシェル層(被覆層)３を備えた二層構造(コア−シェル構造)を有する。コア粒子２は結着樹脂中に着色剤微粒子Ｃ１が分散されてなり、シェル層３は結着樹脂中に着色剤微粒子Ｃ２が分散されてなる。
本発明のトナーは、シアントナー、マゼンタトナー若しくはイエロートナー又はブラックトナー以外のその他のカラートナーであることが好ましい。ブラックトナーは光の吸収効率が良好なため、本発明のような構成にする必要はない。
本発明のトナーがカラートナーであることによって、赤外線吸収剤に起因する色再現性の悪化が起こらない画像を得ることができるという効果がより顕著に発現される。
【００２４】
＜コア粒子＞
コア粒子は、少なくとも結着樹脂及び着色樹脂微粒子からなる。
本発明のトナーにおいては、コア粒子に含まれる着色剤微粒子の体積平均粒子径ａは、０.５μｍ≦ａ≦０.９μｍの範囲であり、かつ後述するシェル層に含まれる着色剤微粒子の体積平均粒子径ｂとの比率ａ／ｂが２.０≦ａ／ｂ≦５.０を満たすことが必要である。
【００２５】
コア粒子に含まれる結着樹脂(以下、「第１の結着樹脂」ともいう)としては、特に限定されるものではなく、トナー用として利用可能な任意の結着樹脂を使用することができる。結着樹脂としては、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン及びスチレン−アクリル酸エステル共重合樹脂等のスチレン系樹脂、ポリメチルメタクリレート(以下、「ＰＭＭＡ」と言う)等のアクリル系樹脂、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコン樹脂等を挙げることができる。
第１の結着樹脂として、１種の結着樹脂を単独で用いてもよいし、２種以上の結着樹脂を併用してもよい。
【００２６】
コア粒子に含まれる着色剤微粒子には、トナー用着色剤として用い得ることが知られている染料や顔料など任意のものを使用できる。その中でも顔料を用いることが好ましい。顔料は、染料に比べて耐光性及び発色性に優れるので、顔料を用いることによって耐光性及び発色性に優れるトナーを得ることができる。
着色剤としては、例えば、イエロートナー用着色剤、マゼンタトナー用着色剤、シアントナー用着色剤、及びブラックトナー用着色剤等を挙げることができる。
【００２７】
イエロートナー用着色剤としては、例えば、カラーインデックスによって分類されるＣ.Ｉ.ピグメントイエロー１、Ｃ.Ｉ.ピグメントイエロー５、Ｃ.Ｉ.ピグメントイエロー１２、Ｃ.Ｉ.ピグメントイエロー１５、及びＣ.Ｉ.ピグメントイエロー１７、Ｃ.Ｉ.ピグメントイエロー７４、Ｃ.Ｉ.ピグメントイエロー９３、Ｃ.Ｉ.ピグメントイエロー１８０、Ｃ.Ｉ.ピグメントイエロー１８５等の有機系顔料：黄色酸化鉄及び黄土等の無機系顔料：Ｃ.Ｉ.アシッドイエロー１等のニトロ系染料：Ｃ.Ｉ.ソルベントイエロー２、Ｃ.Ｉ.ソルベントイエロー６、Ｃ.Ｉ.ソルベントイエロー１４、Ｃ.Ｉ.ソルベントイエロー１５、Ｃ.Ｉ.ソルベントイエロー１９、及びＣ.Ｉ.ソルベントイエロー２１等の油溶性染料等を挙げることができる。
【００２８】
マゼンタトナー用着色剤としては、例えば、カラーインデックスによって分類されるＣ.Ｉ.ピグメントレッド４９、Ｃ.Ｉ.ピグメントレッド５７、Ｃ.Ｉ.ピグメントレッド８１、Ｃ.Ｉ.ピグメントレッド１２２、Ｃ.Ｉ.ソルベントレッド１９、Ｃ.Ｉ.ソルベントレッド４９、Ｃ.Ｉ.ソルベントレッド５２、Ｃ.Ｉ.ベーシックレッド１０、及びＣ.Ｉ.ディスパーズレッド１５等を挙げることができる。
【００２９】
シアントナー用着色剤としては、例えば、カラーインデックスによって分類されるＣ.Ｉ.ピグメントブルー１５、Ｃ.Ｉ.ピグメントブルー１６、Ｃ.Ｉ.ソルベントブルー５５、Ｃ.Ｉ.ソルベントブルー７０、Ｃ.Ｉ.ダイレクトブルー２５、及びＣ.Ｉ.ダイレクトブルー８６等を挙げることができる。
【００３０】
ブラックトナー用着色剤としては、例えば、チャンネルブラック、ローラーブラック、ディスクブラック、ガスファーネスブラック、オイルファーネスブラック、サーマルブラック、及びアセチレンブラック等のカーボンブラックを挙げることができる。
上記着色剤以外にも、紅色顔料、緑色顔料等を用いることができる。これらの着色剤は、１種を単独で用いてもよく、また色の異なる２種以上を併用してもよい。また同色系の複数の着色剤を併用することもできる。
【００３１】
コア粒子中の着色剤の含有量は、特に限定されるものではないが、例えば、結着樹脂が１００重量部に対して着色剤が４重量部以上２０重量部以下の範囲内であることが好ましい。これにより、着色剤の添加によるフィラー効果を抑え、且つ、高着色力を有するトナーを得ることができる。一方、トナーにおける着色剤の含有量が２０重量部を超えると、着色剤のフィラー効果によって、トナーの定着性が低下する虞がある。
【００３２】
コア粒子は、必要に応じて、トナーの添加剤として使用される種々の物質、例えば帯電制御剤などを更に含んでもよい。
【００３３】
帯電制御剤
トナー用の帯電制御剤は、トナーに好ましい帯電性を付与するために添加される。本発明に用いられる帯電制御剤としては、特に限定されるものではなく、従来公知の正電荷制御用又は負電荷制御用の帯電制御剤を用いることができる。
正電荷制御用の帯電制御剤としては、例えば、ニグロシン染料、塩基性染料、四級アンモニウム塩、四級ホスホニウム塩、アミノピリン、ピリミジン化合物、多核ポリアミノ化合物、アミノシラン、ニグロシン染料及びその誘導体、トリフェニルメタン誘導体、グアニジン塩、及びアミジン塩等を挙げることができる。
【００３４】
また、負電荷制御用の帯電制御剤としては、例えば、オイルブラック及びスピロンブラック等の油溶性染料：含金属アゾ化合物、アゾ錯体染料、ナフテン酸金属塩、サリチル酸及びその誘導体の金属錯体及び金属塩(金属はクロム、亜鉛、ジルコニウム等)、ホウ素化合物、脂肪酸石鹸、長鎖アルキルカルボン酸塩、ならびに樹脂酸石鹸等を挙げることができる。
これら帯電制御剤は、１種を単独で用いてもよく、又は２種以上の帯電制御剤を併用して用いてもよい。
【００３５】
帯電制御剤は、結着樹脂１００重量部に対して０.５重量部以上５重量部以下の範囲内で用いることが好ましく、０.５重量部以上３重量部以下の範囲内で用いることがより好ましい。
帯電制御剤が、結着樹脂１００重量部に対して５重量部よりも多く含まれると、二成分現像剤として用いる場合にはキャリアが汚染されてしまい、トナー飛散が発生する。また、帯電制御剤が結着樹脂１００重量部に対して０.５重量部未満であると、トナーに十分な帯電特性を付与することができない。
【００３６】
コア粒子の体積平均粒子径は特に限定されないが、例えば３〜１０μｍであり得、好ましくは５〜８μｍである。
【００３７】
＜シェル層＞
シェル層は、少なくとも結着樹脂及び着色剤微粒子からなる。
本発明のトナーにおいては、シェル層に含まれる着色剤微粒子の体積平均粒子径ｂは、コア粒子に含まれる着色剤微粒子の体積平均粒子径ａとの比率ａ／ｂが２.０≦ａ／ｂ≦５.０を満たすことが必要である。体積平均粒子径ｂは、比率ａ／ｂが前記範囲内である限り特に限定されないが、０.１μｍ≦ｂ≦０.４μｍの範囲にあることが好ましい。
【００３８】
シェル層の厚みは０.３μｍ以上が好ましく、例えば０.３〜２μｍである。厚みが０.３μｍ未満では、コア粒子上に均一なシェル層を形成することが困難であり、加えて光の透過及び(乱)反射の制御が困難になる。
【００３９】
シェル層に含まれる結着樹脂(以下、「第２の結着樹脂」ともいう)としては、特に限定されるものではなく、トナー用として利用可能な任意の結着樹脂を使用することができ、例えば、コア粒子に関して挙げた結着樹脂粒子を挙げることができる。第２の結着樹脂として、１種の結着樹脂を単独で用いてもよいし、２種以上の結着樹脂を併用してもよい。第２の結着樹脂は、コア粒子に含まれる第１の結着樹脂と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００４０】
シェル層に含まれる着色剤微粒子には、トナー用着色剤として用い得ることが知られている染料や顔料など任意のものを使用でき、例えば、コア粒子に関して挙げた着色剤を挙げることができる。
シェル層においても、着色剤は、１種を単独で用いてもよく、また色の異なる２種以上を併用してもよい。また同色系の複数の着色剤を併用することもできる。
シェル層に含まれる着色剤微粒子は、一般には、コア粒子に含まれる着色剤微粒子と同じであるが、体積平均粒子径が前記所定の関係を満たす限り、異なってもよい。
【００４１】
シェル層中の着色剤の含有量は、特に限定されるものではないが、例えば、結着樹脂が１００重量部に対して着色剤が４重量部以上２０重量部以下の範囲内であることが好ましい。これにより、着色剤の添加によるフィラー効果を抑え、且つ、高着色力を有するトナーを得ることができる。一方、トナーにおける着色剤の含有量が２０重量部を超えると、着色剤のフィラー効果によって、トナーの定着性が低下する虞がある。
【００４２】
シェル層も、必要に応じて、トナーの添加剤として使用される種々の物質、例えば離型剤、帯電制御剤などを更に含んでもよい。
シェル層中の離型剤及び帯電制御剤は、コア粒子に関して説明したとおりである。
シェル層中の添加剤は、コア粒子中の添加剤と同じであってもよいし、異なってもよい。
本発明のカプセルトナーは、コア粒子にもシェル層にも、赤外線吸収剤を実質的に含まないことが好ましい。ここで、赤外線吸収剤に関して「実質的に含まない」とは、トナー像の色再現性に影響を与える量で赤外線吸収剤を含んでいないことをいう。そのような量は、例えば、結着樹脂１００重量部に対して０.１重量部以下である。
【００４３】
＜カプセルトナーの製造方法＞
本発明のカプセルトナーの製造方法は、コア−シェル構造が形成される限り、特に限定されず、公知の製造方法、例えば凝集法により製造することができる。
以下に、コア粒子の製造方法及びシェル層(コア−シェル構造)の形成方法について詳細に説明する。
【００４４】
コア粒子の製造方法
コア粒子は、従来公知のトナー製造方法、例えば、溶融混練粉砕法によって製造することができる。溶融混練粉砕法とは、結着樹脂及び着色剤微粒子、必要に応じて離型剤、電荷制御剤その他の添加剤等を含むコア粒子原料を乾式混合する混合工程と、混合工程で得られた混合物を溶融混練する融解混練工程と、融解混練工程で得られた溶融混練物を冷却して固化させる冷却工程と、冷却工程で得られた固化物を機械的に粉砕する粉砕工程とを含む。
【００４５】
着色剤は、マスターバッチとして用いられることが好ましい。着色剤のマスターバッチは、例えば、結着樹脂の溶融物と着色剤とを混練することによって製造することができる。マスターバッチに用いられる結着樹脂としては、トナーの結着樹脂と同種の樹脂、又はトナーの結着樹脂に対して良好な相溶性を有する樹脂が用いられる。マスターバッチにおける結着樹脂と着色剤との使用割合は、特に限定されるものではないが、結着樹脂が１００重量部に対して着色剤が３０重量部以上１００重量部以下の範囲内で用いられることが好ましい。マスターバッチの粒子径は、特に限定されるものではないが、例えば、粒子径２〜３ｍｍ程度に造粒されて用いられることが好ましい。
【００４６】
混合工程において、乾式混合に用いられる混合機としては、特に限定されるものではなく、公知の混合機を用いることができる。例えば、ヘンシェルミキサ(商品名、三井鉱山株式会社製)、スーパーミキサ(商品名、株式会社カワタ製)、メカノミル(商品名、岡田精工株式会社製)等のヘンシェルタイプの混合装置、オングミル(商品名、ホソカワミクロン株式会社製)、ハイブリダイゼーションシステム(商品名、株式会社奈良機械製作所製)、コスモシステム(商品名、川崎重工業株式会社製)等を挙げることができる。
【００４７】
融解混練工程において、混合工程で得られた混合物は、結着樹脂の溶融温度以上の温度に加熱しながら攪拌して混練される。ここで、「結着樹脂の溶融温度以上の温度」とは、通常は８０〜２００℃程度、好ましくは１００〜１５０℃程度である。
融解混練工程において用いられる混練機としては、特に限定されるものではなく、例えば、二軸押し出し機、三本ロール、ラボブラストミル等の一般的な混練機を使用できる。さらに具体的には、例えば、ＴＥＭ−１００Ｂ(商品名、東芝機械株式会社製)、ＰＣＭ−６５／８７(商品名、株式会社池貝製)等の１軸もしくは２軸の押出機、ニーデックス(商品名、三井鉱山株式会社製)等のオープンロール方式のものを挙げることができる。
【００４８】
粉砕工程において、溶融混練物を冷却して得られる固化物の粉砕には、カッターミル、フェザーミル又はジェットミル等が用いられる。これらの粉砕機は、単独で用いてもよいし、２つ以上を組み合わせて用いてもよい。例えば、固化物をカッターミルで粗粉砕した後、ジェットミルで粉砕することによって、所望の体積平均粒子径を有するコア粒子が得られる。
【００４９】
コア粒子はまた、粉砕工程において溶融混練物の固化物を粗粉砕した後に、得られた粗粉砕物を水性スラリー化し、当該水性スラリーを高圧ホモジナイザで処理して微粒化し、得られた微粒を水性媒体中で加熱して凝集及び溶融させることによっても製造することができる。
【００５０】
具体的には、粗粉砕によって、１００μｍ〜３ｍｍ程度の粒子径を有する粗粉を得る。溶融混練物の固化物の粗粉砕は、例えば、ジェットミル、ハンドミル等を用いて行われる。得られた粗粉を水に分散させて、水性スラリーを調製する。上記水性スラリーを調製する際には、粗粉を水に均一に分散させる観点から、例えば、適量のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等の分散剤を水に溶解させておくことが好ましい。
【００５１】
次いで、得られた水性スラリーを高圧ホモジナイザで処理することによって、水性スラリー中の粗粉が微粒化され、体積平均粒子径０.４〜１.０μｍ程度の微粒を含む水性スラリーが得られる。この微粒を含む水性スラリーを加熱し、微粒を凝集させ、微粒同士を溶融させて結合することによって、所望の体積平均粒子径及び平均円形度を有するコア粒子が得られる。
例えば、微粒の水性スラリーの加熱温度及び加熱時間を適宜選択することによって、所望の体積平均粒子径及び平均円形度のコア粒子を得ることができる。上記加熱温度は、結着樹脂の軟化点以上、結着樹脂の熱分解温度未満の温度範囲から適宜選択される。加熱時間が同じである場合には、通常は、加熱温度が高いほど、得られるコア粒子の体積平均粒子径は大きくなる。
【００５２】
高圧ホモジナイザとしては、例えば、高圧ホモジナイザの市販品としては、例えば、マイクロフルイダイザー(商品名、マイクロフルディクス(Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃｓ)社製)、ナノマイザー(商品名、ナノマイザー社製)、アルティマイザー(商品名、株式会社スギノマシン製)等のチャンバ式高圧ホモジナイザ、高圧ホモジナイザ(商品名、ラニー(Ｒａｎｎｉｅ)社製)、高圧ホモジナイザ(商品名、三丸機械工業株式会社製)、高圧ホモゲナイザ(商品名、株式会社イズミフードマシナリ製)、ＮＡＮＯ３０００(商品名、株式会社美粒製)等を挙げることができる。
【００５３】
コア粒子には、更に球形化処理が施されてもよい。球形化する手段としては衝撃式球形化装置及び熱風式球形化装置を挙げることができる。衝撃式球形化装置としては、市販されているものを用いることもでき、例えば、ファカルティ(商品名、ホソカワミクロン株式会社製)、ハイブリダイゼーションシステム(商品名、株式会社奈良機械製作所製)等を用いることができる。熱風式球形化装置としては、市販されているものも用いることができ、例えば、表面改質機メテオレインボー(商品名、日本ニューマチック工業株式会社製)等を用いることができる。
【００５４】
シェル層の形成方法(カプセル化による二層構造の形成方法)
コア粒子の分散液中に後述するシェル粒子の分散液を添加してコア粒子表面にシェル粒子を凝集、融着させ、コア粒子表面をシェル粒子にて被覆させることにより、本発明のカプセルトナー粒子を形成する。
【００５５】
シェル粒子は、任意の公知の方法によって作製できるが、コア粒子について説明した方法によりホモジナイザなどで乳化分散させて細粒化することによって得ることができる。
シェル粒子は、体積平均粒子径が例えば０.１〜１.０μｍである。
【００５６】
コア粒子及びシェル粒子の分散液は、従来公知の方法により調製することができる。上記粒子が分散してなる分散液としては、水などの分散媒体中に上記粒子が分散した分散液であれば特に限定されるものではないが、乳化重合又はソープフリー乳化重合により調整された分散液を用いることが可能である。
【００５７】
例えば、得られたコア粒子及びシェル粒子と液体分散媒とを例えば混合機又は攪拌機中で混合し、コア粒子及びシェル粒子を液体分散媒中に分散させることによって、コア粒子とシェル粒子とを含有するスラリーを調製する。
液体分散媒としては、コア粒子及びシェル粒子を溶解することなく均一に分散させることができる任意の液体であり得る。取扱いの容易性等の点で、水が好ましい。
【００５８】
スラリーに含まれるコア粒子及びシェル粒子の割合は、液体分散媒と粒子の合計重量に対して、例えば２２〜４５重量％、好ましくは２２〜４３重量％、より好ましくは２５〜４０重量％である。
スラリー中でのコア粒子(Ｃ)とシェル粒子(Ｓ)の重量比Ｃ/Ｓは、例えば８０/２０〜９６/４である。
【００５９】
液体分散媒は分散剤を含んでいることが好ましい。分散剤としては、液体分散媒に溶解し(特に、水溶性)、コア粒子及びシェル粒子の分散を容易にするものであれば任意のものを使用することができる。なかでも、高分子系分散剤が好ましい。
分散剤は１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
液体分散媒への分散剤の添加量は、例えば５〜１０重量％である。
【００６０】
コア粒子とシェル粒子とを含有するスラリーを、加熱しながら攪拌してコア粒子の表面にシェル粒子を付着させる。
撹拌は、公知の撹拌手段により、例えばローター／スクリーン方式の高速乳化改良機により行うことができる。撹拌速度は、撹拌翼(ローター)の先端(径方向外側)の周速度として、例えば１２〜２５ｍ／秒、好ましくは１４〜２２ｍ／秒、より好ましくは１６〜２０ｍ／秒である。
【００６１】
加熱温度は、コア粒子に含まれる第１の結着樹脂のガラス転移温度より高い温度であることが好ましく、例えば５〜１０℃高い温度である。
上記のようにしてシェル粒子をコア粒子の表面へ固着した後、スラリーから、例えば濾過により、粒子を取り出し、必要に応じて水洗し、乾燥させることにより、コアと該コアの表面を覆うシェルとからなるコア・シェル構造を有するカプセルトナーが得られる。
【００６２】
＜現像剤＞
本発明の現像剤は、上記の本発明に係るカプセルトナーを含んでなる一成分現像剤又は二成分現像剤である。
本発明に係るカプセルトナーを一成分現像剤として用いる場合、キャリアを用いることなく上記トナーのみで用いる。
一成分現像剤として用いる場合には、ブレード及びファーブラシを用い、現像スリーブで摩擦帯電させて、スリーブ上にトナーを付着させることによってトナーを搬送し、画像形成を行う。
【００６３】
本発明に係るカプセルトナーを二成分現像剤として用いる場合、上記トナーをキャリアとともに用いる。つまり、本発明に係る二成分現像剤は、光の吸収光率が高い前記トナーとキャリアとを含む。そのため、長期にわたり十分な定着性を確保でき、かつ赤外線吸収剤の添加に起因する色再現性の悪化がない画像を得ることが可能な二成分現像剤となる。
【００６４】
キャリアとしては、この分野で常用されるものを用いることができる。例えば、鉄、銅、亜鉛、ニッケル、コバルト、マンガン、クロムなどからなる単独又は複合フェライト及びキャリアコア粒子を被覆物質で表面被覆した樹脂被覆キャリア、又は樹脂に磁性を有する粒子を分散させた樹脂分散型キャリア等を挙げることができる。
【００６５】
被覆物質としては、特に限定されるものではなく、公知のものを用いることができる。例えば、ポリテトラフルオロエチレン、モノクロロトリフルオロエチレン重合体、ポリフッ化ビニリデン、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、ジターシャーリーブチルサリチル酸の金属化合物、スチレン系樹脂、アクリル樹脂、ポリアシド、ポリビニルラール、ニグロシン、アミノアクリレート樹脂、塩基性染料、塩基性染料のレーキ物、シリカ微粉末、アルミナ微粉末等を挙げることができる。また、樹脂分散型キャリアに用いられる樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば、スチレンアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素系樹脂、及びフェノール樹脂等を挙げることができる。いずれも、トナー成分に応じて適宜選択することが好ましく、１種を単独で用いてもよいし、又は２種以上を併用してもよい。
【００６６】
キャリアの形状は、球形又は扁平形状であることが好ましい。また、キャリアの粒子径については、特に限定されるものではないが、高画質化を考慮すると、１０〜１００μｍの範囲内であることが好ましく、２０〜５０μｍの範囲内であることがさらに好ましい。さらにキャリアの抵抗率は、１０8Ω・ｃｍ以上であることが好ましく、１０12Ω・ｃｍ以上であることがさらに好ましい。なお、上記「キャリアの抵抗率」は、キャリアを０.５０ｃｍ2の断面積で底面に電極を有する容器に入れてタッピングした後に、容器内に詰められたキャリア粒子に１ｋｇ／ｃｍ2の荷重を掛け、上記荷重と底面電極との間に１０００Ｖ／ｃｍ2の電界が生ずる電圧を印加したときの電流値を読み取ることから得られる値をいう。上記抵抗率が低いと、現像スリーブにバイアス電圧を印加した場合にキャリアに電荷が注入され、感光体にキャリア粒子が付着し易くなる。またバイアス電圧のブレークダウンが起こり易くなる。
【００６７】
キャリアの磁化強さ(最大磁化)は、１０〜６０ｅｍｕ／ｇの範囲内であることが好ましく、１５〜４０ｅｍｕ／ｇの範囲内であることがさらに好ましい。上記「磁化強さ」は現像ローラの磁束密度によるが、現像ローラの一般的な磁束密度の条件下においては、キャリアの磁化強さが１０ｅｍｕ／ｇ未満であると磁気的な束縛力が働かず、キャリア飛散の原因となるおそれがある。また上記「磁化強さ」が６０ｅｍｕ／ｇを超えると、キャリアの穂立ちが高くなり過ぎ、非接触現像では像担持体と非接触状態を保つことが困難になる。また接触現像ではトナー像に掃き目が現れ易くなるおそれがある。
【００６８】
二成分現像剤におけるトナーとキャリアとの使用割合は特に限定されるものではなく、トナー及びキャリアの種類に応じて適宜選択することができる。例えば、樹脂被覆キャリア(密度５〜８ｇ／ｃｍ2)を用いる場合、現像剤中に、トナーが現像剤全量の２〜３０重量％、好ましくは２〜２０重量％含まれるように、トナーを用いればよい。また二成分現像剤において、トナーによるキャリアの被覆率は、４０〜８０％であることが好ましい。
【００６９】
本発明の現像剤において、本発明に係るカプセルトナーには、粉体流動性向上、摩擦帯電性向上、耐熱性向上、長期保存性改善、クリーニング特性改善、及び感光体表面の磨耗特性制御等の機能を担う外添剤を混合してもよい。外添剤としては、特に限定されるものではなく、この分野で常用されるものを用いることが可能である。例えば、シリカ微粉末、酸化チタン微粉末及びアルミナ微粉末等の無機微粉末を挙げることができる。これらの無機微粉末は、トナーの疎水化、及びトナーの帯電性コントロール等の目的から、シリコーンワニス、各種変性シリコーンワニス、シリコーンオイル、各種変性シリコーンオイル、シランカップリング剤、官能基を有するシランカップリング剤、その他の有機ケイ素化合物等の処理剤で処理されていることが好ましい。上記外添剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００７０】
外添剤は、一次粒子の個数平均粒子径が１０ｎｍ〜５００ｎｍであることが好ましい。上記範囲内の粒子径の外添剤を用いることによって、トナーの流動性向上効果が一層発揮され易くなる。
トナーに必要な帯電量、外添剤を添加することによる感光体の摩耗に対する影響、及びトナーの環境特性等を考慮して、外添剤の添加量としては、トナー粒子１００重量部に対し１〜１０重量部であることが好ましく、５重量部以下であることがより好ましい。
【００７１】
＜定着方法及び装置＞
本発明の定着方法は、記録媒体上に本発明に係るトナーで形成された未定着のトナー像に、前記トナーに含まれる着色剤微粒子の吸収波長域内の波長を有するレーザー光を照射することによって該トナーを溶融させ、その後再度固化させることにより前記トナー像を前記記録媒体上に定着させることを特徴とする。
本発明の定着方法は、例えば、下記に記載の本発明の定着装置により実施され得る。
【００７２】
本発明の定着装置は、少なくとも１つの本発明に係るトナーで形成された未定着のトナー像を記録媒体上に定着させる定着装置であって、前記少なくとも１つのトナーを加熱溶融する手段を備え、該手段が、前記少なくとも１つのトナーのそれぞれに、各トナーに含まれる着色剤微粒子の吸収波長域内の波長を有するレーザー光を照射する少なくとも１つのレーザー光源を含んでなり、且つトナーに光を照射する光源としては前記レーザー光源のみを含むことを特徴とする。
本発明に定着方法及び定着装置は、赤外線吸収剤を含まないトナーを用いてレーザー光のみで定着を行うので、赤外線吸収剤添加に起因する色再現性の悪化がない画像を得ることができる。また、低コストである。
【００７３】
以下、本発明の電子写真用定着装置について図を参照しながら具体的に説明する。
図２は、本発明の定着装置の一形態の構成を示す模式図である。例示されているレーザー定着装置８０は、レーザー光を発生するレーザー光源８１と、レーザー光源８１から照射されたレーザー光を反射して無端ベルト６１上を走査露光する回転多面鏡８２とを備えている。
【００７４】
レーザー光源８１は、異なる波長を発振波長とする４本のレーザー光を、それぞれ別々に出力できるように構成されている。回転多面鏡８２は、例えば正六角面体で構成されており、図２中矢印方向に定速回転する。
駆動ローラ６２は図示しない駆動部によってその軸線回りに回転駆動が可能なように設けられ、その回転駆動によって、無端ベルト６１を矢印方向へ回転駆動させる。従動ローラ６３は駆動ローラ６２の回転駆動に従動して回転可能なように設けられ、無端ベルト６１が弛まないように一定の張力を無端ベルト６１に付与する。
【００７５】
レーザー光源８１と回転多面鏡８２との間の光路には、コリメータレンズやシリンダーレンズ等を設けることができる。また、回転多面鏡８２と無端ベルト６１との間には、ｆθレンズ、折り返しミラー、反射ミラー等を設けることができる。
【００７６】
レーザー定着装置８０は、用紙Ｐ上に保持されたトナーに対し、それぞれ異なる光を照射することで、用紙にトナーを非接触定着させる。レーザー定着装置８０は用紙Ｐ上のトナー形成部位に局所的に光を照射する。
【００７７】
レーザー光源８１は、定着させようとするトナーに応じて、例えばＹ定着レーザー８１Ｙ、Ｍ定着レーザー８１Ｍ、Ｃ定着レーザー８１Ｃ、Ｋ定着レーザー８１Ｋから構成され得る。
Ｙ定着レーザー８１Ｙは、イエロートナーの可視領域の吸収ピークに対応する波長(すなわち、イエロートナー中に含まれる着色剤の吸収ピーク波長；例えば４３０ｎｍ)で発光する。
【００７８】
Ｍ定着レーザー８１Ｍは、マゼンタトナーの可視領域の吸収ピークに対応する波長(すなわち、マゼンタトナー中に含まれる着色剤の吸収ピーク波長；例えば５６５ｎｍ)で発光する。
Ｃ定着レーザー８１Ｃは、シアントナーの可視領域の吸収ピークに対応する波長(すなわち、シアントナー中に含まれる着色剤の吸収ピーク波長；例えば６２０ｎｍ)で発光する。
Ｋ定着レーザー８１Ｋの波長はブラックトナーの吸収波長である。ブラックトナーの吸収ピークに対応するＫ定着レーザー８１Ｋの発光波長については、特に限定されるものではなく、適宜設定することができる。
【００７９】
レーザーの強度としては、１.５Ｗ／ｃｍ2以上６３０Ｗ／ｃｍ2以下の範囲であることが好ましい。なおレーザーの強度が１.５Ｗ／ｃｍ2よりも弱い場合には、レーザー照射によるトナーの溶融が不十分となるために定着率が低下する。一方、定着露光エネルギーが６３０Ｗ／ｃｍ2よりも強くなると、レーザー照射によりトナーや用紙Ｐに焦げが生じるために定着率が低下する。
【００８０】
用紙Ｐが通過する間、Ｙ定着レーザー８１Ｙからのレーザー光は回転多面鏡８２によって走査され、用紙Ｐ上に保持されたトナーに照射される。すると、Ｙ定着レーザー８１Ｙの発光波長はイエロートナーの吸収波長に対応しているため、Ｙ定着レーザー８１Ｙから照射されるレーザー光は用紙Ｐ上のイエロートナーによって選択的に吸収され、光の吸収によって発熱したイエロートナーが溶融する。
【００８１】
続いて、Ｍ定着レーザー８１Ｍからのレーザー光が回転多面鏡８２によって走査され、用紙Ｐ上に保持されたトナーに照射される。すると、Ｍ定着レーザー８１Ｍの発光波長はマゼンタトナーの吸収波長に対応しているため、Ｍ定着レーザー８１Ｍから照射されるレーザー光は用紙Ｐ上のマゼンタトナーによって選択的に吸収され、光の吸収によって発熱したマゼンタトナーが溶融する。
【００８２】
続いて、Ｃ定着レーザー８１Ｃからのレーザー光が回転多面鏡８２によって走査され、用紙Ｐ上に保持されたトナーに照射される。すると、Ｃ定着レーザー８１Ｃの発光波長はシアントナーの吸収波長に対応しているため、Ｃ定着レーザー８１Ｃから照射されるレーザー光は用紙Ｐ上のシアントナーによって選択的に吸収され、光の吸収によって発熱したシアントナーが溶融する。
【００８３】
続いて、Ｋ定着レーザー８１Ｋからのレーザー光が回転多面鏡８２によって走査され、用紙Ｐ上に保持されたトナーに照射される。すると、Ｋ定着レーザー８１Ｋの発光波長はブラックトナーの吸収波長に対応しているため、Ｋ定着レーザー８１Ｋから照射されるレーザー光は用紙Ｐ上のブラックトナーによって選択的に吸収され、光の吸収によって発熱したブラックトナーが溶融する。
溶融したトナーは自然冷却により固化する。
【００８４】
上記のように、用紙Ｐ上のトナーには、各色トナーの最大吸収波長に対応するレーザー光が照射され、その結果、トナー像を形成する各色トナーが赤外線吸収剤を含まなくても、トナー像は用紙Ｐ上に効率的及び/又は均一に定着され、定着性及び色再現性が良好な画像が形成される。
【００８５】
＜画像形成装置＞
次に、本発明の電子写真方式画像形成装置について説明する。
本発明の画像形成装置は、現像剤として前述の本発明に係る現像剤を使用し、前述の本発明に係る定着方法による定着装置(例えば、前述の本発明に係る定着装置)を備える限り、他の構成について特定のものに限定されず、電子写真用現像剤を用いる電子写真方式の画像形成装置の構成として公知のものをいずれも採用できる。
【００８６】
例えば、本発明の画像形成装置は、表面に静電潜像が形成される像担持体(感光体ドラム)と、像担持体表面を帯電させる帯電装置と、像担持体表面に静電潜像を形成する露光装置と、前述の本発明に係る現像剤を収容し且つ像担持体表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置と、像担持体表面のトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、像担持体表面を清浄化するクリーニング装置と、前述の本発明に係る定着方法によりトナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを含んで構成され得る。
本発明の画像形成装置は、例えば、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機であり得る。
【００８７】
以下、本発明の画像形成装置について図を参照しながら具体的に説明する。
図３は、本発明の画像形成装置の１つの実施形態の構成を示す断面図である。例示されている画像形成装置１００は、複写機能、プリンタ機能及びファクシミリ機能を併せ持つ複合機であり、伝達される画像情報に応じて、記録媒体上にフルカラー又はモノクロの画像を形成する。すなわち、画像形成装置１００においては、コピアモード(複写モード)、プリンタモード及びＦＡＸモードという３種の印刷モードを有しており、図示しない操作部からの操作入力、パーソナルコンピュータ、携帯端末装置、情報記録記憶媒体、メモリ装置を用いた外部機器からの印刷ジョブの受信などに応じて、図示しない制御部により、印刷モードが選択される。
【００８８】
画像形成装置１００は、トナー像形成部７と、転写部８と、定着装置４と、記録媒体供給部５と、排出部６とを含む。トナー像形成部７を構成する各部材及び転写部８に含まれる一部の部材は、カラー画像情報に含まれるブラック(ｂ)、シアン(ｃ)、マゼンタ(ｍ)及びイエロー(ｙ)の各色の画像情報に対応するために、それぞれ４つずつ設けられる。以降、本明細書中において、各色に応じて４つずつ設けられる各部材は、各色を表すアルファベットを参照符号の末尾に付して区別し、総称する場合は参照符号のみで表す。
【００８９】
(トナー像形成部)
トナー像形成部７は、感光体ドラム１１と、帯電部１２と、露光ユニット１３と、現像装置１４と、クリーニングユニット１５とを含む。
帯電部１２、現像装置１４及びクリーニングユニット１５は、感光体ドラム１１の回転方向まわりに、この順序で配置される。帯電部１２は、現像装置１４及びクリーニングユニット１５よりも鉛直方向下方に配置される。
【００９０】
感光体ドラム
感光体ドラム１１は、図示しない駆動部により、軸線回りに回転駆動可能に支持され、図示しない導電性基体及び導電性基体の表面に形成される感光層を含む。
【００９１】
「導電性基体」
導電性基体は種々の形状を採ることができ、例えば、円筒状、円柱状、薄膜シート状などを挙げることができる。これらの中でも円筒状が好ましい。導電性基体は導電性材料によって形成される。
導電性材料としては、この分野で常用されるものを使用でき、例えば、アルミニウム、銅、真鍮、亜鉛、ニッケル、ステンレス鋼、クロム、モリブデン、バナジウム、インジウム、チタン、金、白金などの金属、これらの２種以上の合金、合成樹脂フィルム、金属フィルム、紙などのフィルム状基体にアルミニウム、アルミニウム合金、酸化錫、金、酸化インジウムなどの１種又は２種以上からなる導電性層を形成してなる導電性フィルム、導電性粒子及び／又は導電性ポリマーを含有する樹脂組成物などを挙げることができる。なお、導電性フィルムに用いられるフィルム状基体としては、合成樹脂フィルムが好ましく、ポリエステルフィルムが特に好ましい。また、導電性フィルムにおける導電性層の形成方法としては、蒸着、塗布などが好ましい。
【００９２】
「感光層」
感光層は、例えば、電荷発生物質を含む電荷発生層と、電荷輸送物質を含む電荷輸送層とを積層することにより形成される。その際、導電性基体と電荷発生層又は電荷輸送層との間には、下引き層を設けることが好ましい。下引き層を設けることによって、導電性基体の表面に存在する傷及び凹凸を被覆して、感光層表面を平滑化する、繰り返し使用時における感光層の帯電性の劣化を防止する、低温及び／又は低湿環境下における感光層の帯電特性を向上させるといった利点が得られる。また最上層に感光体表面保護層を設けた耐久性の大きい三層構造の積層感光体であっても良い。
【００９３】
電荷発生層は、光照射により電荷を発生する電荷発生物質を主成分とし、必要に応じて公知の結着樹脂、可塑剤、増感剤などを含有する。電荷発生物質としては、この分野で常用されるものを用いることができる。例えば、ペリレンイミド、ペリレン酸無水物などのペリレン系顔料、キナクリドン、アントラキノンなどの多環キノン系顔料、金属及び無金属フタロシアニン、ハロゲン化無金属フタロシアニンなどのフタロシアニン系顔料、スクエアリウム色素、アズレニウム色素、チアピリリウム色素、カルバゾール骨格、スチリルスチルベン骨格、トリフェニルアミン骨格、ジベンゾチオフェン骨格、オキサジアゾール骨格、フルオレノン骨格、ビススチルベン骨格、ジスチリルオキサジアゾール骨格又はジスチリルカルバゾール骨格を有するアゾ顔料などを挙げることができる。
【００９４】
これらの中でも、無金属フタロシアニン顔料、オキソチタニルフタロシアニン顔料、フローレン環及び／又はフルオレノン環を含有するビスアゾ顔料、芳香族アミンからなるビスアゾ顔料、トリスアゾ顔料などは高い電荷発生能を有し、高感度の感光層を得るために適している。上記電荷発生物質は１種を単独で用いてもよく、又は２種以上を併用してもよい。電荷発生物質の含有量については、特に限定されるものではないが、電荷発生層中の結着樹脂１００重量部に対して、５重量部以上５００重量部以下であることが好ましく、１０重量部以上２００重量部以下であることがさらに好ましい。上記電荷発生層用の結着樹脂としては、特に限定されるものではなく、この分野で常用されるものを用いることができる。例えば、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリウレタン、アクリル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、ポリカーボネート、フェノキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアリレート、ポリアミド、ポリエステルなどを挙げることができる。結着樹脂は１種を単独で用いてもよく、又は必要に応じて２種以上を併用してもよい。
【００９５】
電荷発生層は、電荷発生物質及び結着樹脂ならびに必要に応じて可塑剤、増感剤などのそれぞれ適量を、これらの成分を溶解又は分散し得る適切な有機溶媒に溶解又は分散して電荷発生層塗液を調製し、当該電荷発生層塗液を導電性基体表面に塗布し、乾燥することにより形成することができる。このようにして得られる電荷発生層の膜厚については、特に限定されるものではないが、０.０５μｍ以上５μｍ以下であることが好ましく、０.１μｍ以上２.５μｍ以下であることがさらに好ましい。
【００９６】
電荷発生層の上に積層される電荷輸送層は、電荷発生物質から発生する電荷を受け入れて輸送する能力を有する電荷輸送物質及び電荷輸送層用の結着樹脂を必須成分とし、必要に応じて公知の酸化防止剤、可塑剤、増感剤、潤滑剤などを含有してもよい。電荷輸送物質としてはこの分野で常用されるものを用いることができる。例えば、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール及びその誘導体、ポリ−γ−カルバゾリルエチルグルタメート及びその誘導体、ピレン−ホルムアルデヒ縮合物及びその誘導体、ポリビニルピレン、ポリビニルフェナントレン、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、９−(ｐ−ジエチルアミノスチリル)アントラセン、１，１−ビス(４−ジベンジルアミノフェニル)プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、ピラゾリン誘導体、フェニルヒドラゾン類、ヒドラゾン誘導体、トリフェニルアミン系化合物、テトラフェニルジアミン系化合物、トリフェニルメタン系化合物、スチルベン系化合物、３−メチル−２−ベンゾチアゾリン環を有するアジン化合物などの電子供与性物質、フルオレノン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、インデノチオフェン誘導体、フェナンスレンキノン誘導体、インデノピリジン誘導体、チオキサントン誘導体、ベンゾ［ｃ］シンノリン誘導体、フェナジンオキサイド誘導体、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、プロマニル、クロラニル、ベンゾキノンなどの電子受容性物質などを挙げることができる。
【００９７】
電荷輸送物質は、１種を単独で用いてもよく、又は２種以上を併用してもよい。電荷輸送物質の含有量については、特に限定されるものではないが、電荷輸送物質中の結着樹脂１００重量部に対して１０重量部以上３００重量部以下であることが好ましく、３０重量部以上１５０重量部以下であることが好ましい。上記電荷輸送層用の結着樹脂としては、特に限定されるものではなく、この分野で常用され、且つ電荷輸送物質を均一に分散できるものを用いることが可能である。例えば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリビニルブチラール、ポリアミド、ポリエステル、ポリケトン、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリアクリルアミド、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリスルホン樹脂、これらの共重合樹脂などを挙げることができる。これらの中でも、成膜性、得られる電荷輸送層の耐摩耗性、電気特性などを考慮すると、ビスフェノールＺをモノマー成分として含有するポリカーボネート(以後「ビスフェノールＺ型ポリカーボネート」と称す)、ビスフェノールＺ型ポリカーボネートと他のポリカーボネートとの混合物などが好ましい。上記結着樹脂は、１種を単独で用いてもよく、又は２種以上を併用してもよい。
【００９８】
電荷輸送層には、電荷輸送物質及び電荷輸送層用の結着樹脂と共に、酸化防止剤が含まれることが好ましい。当該酸化防止剤としては、この分野で常用されるものを用いることができる。例えば、ビタミンＥ、ハイドロキノン、ヒンダードアミン、ヒンダードフェノール、パラフェニレンジアミン、アリールアルカン及びそれらの誘導体、有機硫黄化合物、有機燐化合物などを挙げることができる。上記酸化防止剤は、１種を単独で用いてもよく、又は２種以上を併用してもよい。酸化防止剤の含有量については、特に制限されるものではないが、電荷輸送層を構成する成分の合計量の０.０１重量％以上１０重量％以下、好ましくは０.０５重量％以上５重量％以下となるように添加される。
【００９９】
電荷輸送層は、電荷輸送物質及び結着樹脂、ならびに必要に応じて酸化防止剤、可塑剤、増感剤などのそれぞれ適量を、これらの成分を溶解又は分散し得る適切な有機溶媒に溶解又は分散して電荷輸送層用塗液を調製し、この電荷輸送層用塗液を電荷発生層表面に塗布し、乾燥することにより形成することができる。
【０１００】
このようにして得られる電荷発生層の膜厚については、特に限定されるものではないが、１０μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましく、１５μｍ以上４０μｍ以下であることがさらに好ましい。なお、１つの層に、電荷発生物質と電荷輸送物質とが存在する感光層を形成することもできる。その場合、電荷発生物質及び電荷輸送物質の種類、含有量、結着樹脂の種類、及びその他の添加剤などについては、電荷発生層及び電荷輸送層を別々に形成する場合と同様の条件で行うことができる。
【０１０１】
本実施の形態において、上記のような、電荷発生物質及び電荷輸送物質を用いる有機感光層を形成してなる感光体ドラムを用いるが、シリコンなどを用いる無機感光層を形成してなる感光体ドラムを代わりに用いることも可能である。
【０１０２】
帯電部
帯電部１２は、感光体ドラム１１を臨み、感光体ドラム１１の長手方向に沿って感光体ドラム１１表面から間隙を有して離隔するように配置され、感光体ドラム１１表面を所定の極性及び電位に帯電させる。帯電部１２には、帯電ブラシ型帯電器、チャージャー型帯電器、鋸歯型帯電器、イオン発生装置などを用いることが可能である。本実施の形態において、帯電部１２は感光体ドラム１１表面から離隔するように設けられるが、これに限定されるものではない。例えば、帯電部１２として帯電ローラを用い、帯電ローラと感光体ドラム１１とが圧接するように帯電ローラを配置してもよく、帯電ブラシ、磁気ブラシなどの接触帯電方式の帯電器を用いてもよい。
【０１０３】
露光ユニット
露光ユニット１３は、露光ユニット１３から出射される各色情報の光が、帯電部１２と現像装置１４との間を通過して感光体ドラム１１の表面に照射されるように配置される。露光ユニット１３は、画像情報を該ユニット内でｂ、ｃ、ｍ、ｙの各色情報の光に分岐し、帯電部１２によって一様な電位に帯電された感光体ドラム１１表面を各色情報の光で露光し、その表面に静電潜像を形成する。露光ユニット１３には、例えば、レーザー照射部及び複数の反射ミラーを備えるレーザースキャニングユニットを使用できる。他にもＬＥＤ(Light Emitting Diode)アレイ、液晶シャッタと光源とを適宜組み合わせたユニットを用いてもよい。
【０１０４】
現像装置
現像装置１４の構成を、図４に示す断面図を参照しながら説明する。現像装置１４は、本発明に係るカプセルトナーを含む一成分現像剤又は二成分現像剤を用いて現像を行う。つまり、現像装置１４は、長期にわたり十分な定着性を保つことが可能な上記トナーを含む現像剤を用いて現像を行うので、トナー像を感光体ドラム１１上に形成することができる。
【０１０５】
現像装置１４は、現像槽２０とトナーホッパ２１とを含む。現像槽２０は感光体ドラム１１表面を臨むように配置され、感光体ドラム１１の表面に形成された静電潜像にトナーを供給して現像し、可視像であるトナー像を形成する容器状部材である。現像槽２０は、その内部空間に本発明に係るカプセルトナーを含む一成分現像剤又は二成分現像剤を収容し、且つ現像ローラ２２、供給ローラ２３、撹拌ローラ２４などのローラ部材、又はスクリュー部材を収容して、これらを回転自在に支持する。現像槽２０の感光体ドラム１１を臨む側面には開口部が形成され、この開口部を介して感光体ドラム１１に対向する位置に現像ローラ２２が設けられる。
【０１０６】
現像ローラ２２は、感光体ドラム１１との圧接部又は最近接部において感光体ドラム１１表面の静電潜像に本発明に係るカプセルトナーを供給するローラ状部材である。トナーの供給に際しては、現像ローラ２２表面にトナーの帯電電位とは逆極性の電位が現像バイアス電圧(以下単に「現像バイアス」とする)として印加される。これによって、現像ローラ２２表面のトナーが静電潜像に円滑に供給される。さらに、現像バイアス値を変更することによって、静電潜像に供給されるトナー量(トナー付着量)を制御することができる。
【０１０７】
供給ローラ２３は現像ローラ２２を臨んで回転駆動可能に設けられるローラ状部材であり、現像ローラ２２周辺に本発明に係るカプセルトナーを含む一成分現像剤又は二成分現像剤を供給する。撹拌ローラ２４は供給ローラ２３を臨んで回転駆動可能に設けられるローラ状部材であり、トナーホッパ２１から現像槽２０内に新たに供給される本発明に係るカプセルトナーを供給ローラ２３周辺に送給する。トナーホッパ２１は、その鉛直方向下部に設けられるトナー補給口(図示せず)と、現像槽２０の鉛直方向上部に設けられるトナー受入口(図示せず)とが連通するように設けられ、現像槽２０のトナー消費状況に応じてトナーを補給する。またトナーホッパ２１を用いず、各色トナーカートリッジから直接トナーを補給するよう構成してもよい。
【０１０８】
クリーニングユニット
図３に示すクリーニングユニット１５は、記録媒体にトナー像を転写した後に、感光体ドラム１１の表面に残留するトナーを除去し、感光体ドラム１１の表面を清浄化する。クリーニングユニット１５には、例えば、クリーニングブレードなどの板状部材が用いられる。なお、画像形成装置１００においては、感光体ドラム１１として、主に有機感光体ドラムが用いられ、有機感光体ドラムの表面は樹脂成分を主体とするものであるため、帯電装置によるコロナ放電によって発生するオゾンの化学的作用によって表面の劣化が進行しやすい。ところが、劣化した表面部分はクリーニングユニット１５よる擦過作用を受けて摩耗し、徐々にではあるが確実に除去される。したがって、オゾンなどによる表面の劣化の問題が実際上解消され、長期間にわたって、帯電動作による帯電電位を安定に維持することができる。本実施の形態ではクリーニングユニット１５を設けたが、特に限定されるものではなく、クリーニングユニット１５を設けなくてもよい。
【０１０９】
トナー像形成部７によれば、帯電部１２によって均一な帯電状態にある感光体ドラム１１の表面に、露光ユニット１３から画像情報に応じた信号光を照射して静電潜像を形成し、これに現像装置１４からトナーを供給してトナー像を形成し、このトナー像を中間転写ベルト２５に転写した後に、感光体ドラム１１表面に残留するトナーをクリーニングユニット１５で除去する。この一連のトナー像形成動作が繰り返し実行される。
【０１１０】
(転写部)
転写部８は、感光体ドラム１１の上方に配置され、中間転写ベルト２５と、駆動ローラ２６と、従動ローラ２７と、中間転写ローラ２８(ｂ、ｃ、ｍ、ｙ)と、転写ベルトクリーニングユニット２９、転写ローラ３０とを含む。中間転写ベルト２５は、駆動ローラ２６と従動ローラ２７とによって張架されてループ状の移動経路を形成する無端ベルト状部材であり、矢印Ｂの方向に回転駆動する。中間転写ベルト２５が、感光体ドラム１１に接しながら感光体ドラム１１を通過する際、中間転写ベルト２５を介して感光体ドラム１１に対向配置される中間転写ローラ２８から、感光体ドラム１１表面のトナーの帯電極性とは逆極性の転写バイアスが印加され、感光体ドラム１１の表面に形成されたトナー像が中間転写ベルト２５上へ転写される。
【０１１１】
フルカラー画像の場合、各感光体ドラム１１で形成される各色のトナー画像が、中間転写ベルト２５上に順次重ねて転写されることによって、フルカラートナー像が形成される。駆動ローラ２６は図示しない駆動部によってその軸線回りに回転駆動が可能なように設けられ、その回転駆動によって、中間転写ベルト２５を矢印Ｂ方向へ回転駆動させる。従動ローラ２７は駆動ローラ２６の回転駆動に従動して回転可能なように設けられ、中間転写ベルト２５が弛まないように一定の張力を中間転写ベルト２５に付与する。中間転写ローラ２８は、中間転写ベルト２５を介して感光体ドラム１１に圧接し、且つ図示しない駆動部によってその軸線回りに回転駆動が可能なように設けられる。中間転写ローラ２８は、前述のように転写バイアスを印加する図示しない電源が接続され、感光体ドラム１１表面のトナー像を中間転写ベルト２５に転写する機能を有する。
【０１１２】
転写ベルトクリーニングユニット２９は、中間転写ベルト２５を介して従動ローラ２７に対向し、中間転写ベルト２５の外周面に接触するように設けられる。感光体ドラム１１との接触によって中間転写ベルト２５に付着するトナーは、記録媒体の裏面を汚染する原因となるので、転写ベルトクリーニングユニット２９が中間転写ベルト２５表面のトナーを除去し回収する。転写ローラ３０は、中間転写ベルト２５を介して駆動ローラ２６に圧接し、図示しない駆動部によって軸線回りに回転駆動が可能なように設けられる。転写ローラ３０と駆動ローラ２６との圧接部(転写ニップ部)において、中間転写ベルト２５に担持されて搬送されて来るトナー像が、後述する記録媒体供給部５から送給される記録媒体に転写される。トナー像を担持する記録媒体は、定着装置４に送給される。転写部８によれば、感光体ドラム１１と中間転写ローラ２８との圧接部において感光体ドラム１１から中間転写ベルト２５に転写されるトナー像が、中間転写ベルト２５の矢印Ｂ方向への回転駆動によって転写ニップ部に搬送され、そこで記録媒体に転写される。
【０１１３】
(定着装置)
本発明の画像形成装置においては、定着装置は、前述した本発明に係る定着方法を利用する定着装置である。
定着装置４は、転写部８よりも記録媒体の搬送方向下流側に設けられた、レーザー定着装置８０より構成される。
定着装置４は、上記＜定着方法及び装置＞で説明したとおりである。
【０１１４】
(記録媒体供給部)
図３に示す記録媒体供給部５は、自動給紙トレイ３５と、ピックアップローラ３６と、搬送ローラ３７と、レジストローラ３８、手差給紙トレイ３９を含む。自動給紙トレイ３５は画像形成装置１００の鉛直方向下部に設けられ、記録媒体を貯留する容器状部材である。記録媒体としては、普通紙、カラーコピー用紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート、葉書などがある。ピックアップローラ３６は、自動給紙トレイ３５に貯留される記録媒体を１枚ずつ取り出し、用紙搬送路Ｓ１に送給する。搬送ローラ３７は互いに圧接するように設けられる一対のローラ部材であり、記録媒体をレジストローラ３８に向けて搬送する。
【０１１５】
レジストローラ３８は互いに圧接するように設けられる一対のローラ部材であり、搬送ローラ３７から送給される記録媒体を、中間転写ベルト２５に担持されるトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、転写ニップ部に送給する。手差給紙トレイ３９は、手動動作によって記録媒体を画像形成装置１００内に取り込む装置であり、手差給紙トレイ３９から取り込まれる記録媒体は、搬送ローラ３７によって用紙搬送路Ｓ２内を通過し、レジストローラ３８に送給される。記録媒体供給部５によれば、自動給紙トレイ３５又は手差給紙トレイ３９から１枚ずつ供給される記録媒体を、中間転写ベルト２５に担持されるトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、転写ニップ部に送給する。
【０１１６】
(排出部)
排出部６は、搬送ローラ３７と、排出ローラ４０と、排出トレイ４１とを含む。搬送ローラ３７は、用紙搬送方向において定着ニップ部よりも下流側に設けられ、定着装置４によって画像が定着された記録媒体を排出ローラ４０に向けて搬送する。排出ローラ４０は、画像が定着された記録媒体を、画像形成装置１００の鉛直方向上面に設けられる排出トレイ４１に排出する。排出トレイ４１は、画像が定着された記録媒体を貯留する。
【０１１７】
画像形成装置１００は、図示しない制御手段を含む。制御手段は、例えば、画像形成装置１００の内部空間における上部に設けられ、記憶部と演算部と制御部とを含む。制御手段の記憶部には、画像形成装置１００の上面に配置される図示しない操作パネルを介する各種設定値、画像形成装置１００内部の各所に配置される図示しないセンサなどからの検知結果、外部機器からの画像情報などが入力される。また、各種手段を実行するプログラムが書き込まれる。各種手段とは、例えば、記録媒体を判定する記録媒体判定手段、トナーの付着量を制御する付着量制御手段、トナーの定着条件を制御する定着条件制御手段などである。記憶部には、この分野で常用されるものを使用でき、例えば、リードオンリィメモリ(ＲＯＭ)、ランダムアクセスメモリ(ＲＡＭ)、ハードディスクドライブ(ＨＤＤ)などを挙げることができる。
【０１１８】
外部機器には、画像情報の形成又は取得が可能であり、且つ画像形成装置１００に電気的に接続可能な電気・電子機器を用いることができる。例えば、コンピュータ、デジタルカメラ、テレビジョン受像機器、ビデオレコーダ、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)レコーダ、ＨＤＤＶＤ(High-Definition Digital Versatile Disc)、ブルーレイディスクレコーダ、ファクシミリ装置、携帯端末装置などを挙げることができる。演算部は、記憶部に書き込まれる各種データ(画像形成命令、検知結果、画像情報など)及び各種手段のプログラムを取り出し、各種判定を行う。制御部は、上記演算部の判定結果に応じて該当装置に制御信号を送付し、動作制御を行う。制御部及び演算部は中央処理装置(ＣＰＵ、Central Processing Unit)を備えるマイクロコンピュータ、マイクロプロセッサなどによって実現される処理回路を含む。制御手段は、前述の処理回路とともに主電源を含み、電源は制御手段だけでなく、画像形成装置１００内部における各装置にも電力を供給する。
【０１１９】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
なお、本明細書中において範囲を示す「Ａ〜Ｂ」は、「Ａ以上、Ｂ以下」を意味するものとする。
【実施例】
【０１２０】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は実施例によって限定されるものではない。
＜体積平均粒子径＞
電解液(商品名：ＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ、ベックマン・コールター株式会社製)５０ｍｌに、試料２０ｍｇ及びアルキルエーテル硫酸エステルナトリウム１ｍｌを加え、超音波分散器(商品名：ＵＨ−５０、株式会社エスエムテー製)によって、超音波周波数２０ｋＨｚで３分間分散処理して、測定用試料を調製した。この測定用試料について、粒度分布測定装置(商品名：ＭｕｌｔｉｓｉｚｅｒＩＩＩ、ベックマン・コールター株式会社製)を用い、アパーチャ径１００μｍ、測定粒子数５００００カウントの条件下に測定を行い、試料粒子の体積粒度分布から体積平均粒子径を求めた。
【０１２１】
＜結着樹脂のガラス転移温度(Ｔｇ)＞
示差走査熱量計(商品名：ＤＳＣ２２０、セイコー電子工業株式会社製)を用い、日本工業規格(ＪＩＳ)Ｋ７１２１−１９８７に準じ、試料１ｇを昇温速度毎分１０℃で加熱してＤＳＣ曲線を測定した。得られたＤＳＣ曲線のガラス転移に相当する吸熱ピークの高温側のベースラインを低温側に延長した直線と、ピークの立ち上がり部分から頂点までの曲線に対して勾配が最大になるような点で引いた接線との交点の温度をガラス転移温度(Ｔｇ)として求めた。
【０１２２】
＜結着樹脂の軟化温度(Ｔｍ)＞
流動特性評価装置(商品名：フローテスターＣＦＴ−１００Ｃ、株式会社島津製作所製)において、荷重１０ｋｇｆ／ｃｍ2(９.８×１０5Ｐａ)を与えて試料１ｇがダイ(ノズル口径１ｍｍ、長さ１ｍｍ)から押し出されるように設定し、昇温速度毎分６℃で加熱し、ダイから試料の半分量が流出したときの温度を求め、軟化温度とした。
【０１２３】
１．二成分現像剤の製造
(実施例１)
(１)コア粒子の製造
結着樹脂としてスチレンアクリル樹脂、ガラス転移温度Ｔｇ：５５℃、軟化温度Ｔｍ：１１０℃)を８７.５部と、着色剤(Ｃ.Ｉ.ピグメントブルー１５；顔料粒子径０.７５μｍ)を８部と、帯電制御剤(商品：ボントロンＥ８４、オリエント化学工業株式会社製)を１.５部とを混合機(商品名：ヘンシェルミキサ、三井鉱山株式会社製)で混合した。二軸押出機(商品名：ＰＣＭ−３０、株式会社池貝製)を用い、シリンダ温度１４５℃、バレル回転数３００ｒｐｍの条件下において、得られた混合物を溶融混練して、溶融混練物を調製した。この溶融混練物を室温まで冷却した後に、カッターミル(商品名：ＶＭ−１６、株式会社セイシン企業製)で粗粉砕し、粒子径１００μｍ以下の粗粉を調製した。
【０１２４】
得られた粗粉４０ｇ、キサンタンガム１３.３ｇ、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(商品名：ルノックスＳ−１００、アニオン系分散剤、東邦化学工業株式会社製)４ｇ、スルホコハク酸系界面活性剤(商品名：エアロールＣＴ−１ｐ、主成分：スルホコハク酸ジオクチルナトリウム塩、東邦化学工業株式会社製)０.６７ｇ、及び残部を水として、合計８００ｇとなるように粗粉スラリー原料を混合し、得られた混合物を混合機(商品名：ニュージェネレーションミキサＮＧＭ−１.５ＴＬ、株式会社美粒製)に投入し、２０００ｒｐｍで５分間撹拌した後に脱気して、粗粉スラリーを得た。
【０１２５】
得られた粗粉スラリー８００ｇを高圧ホモジナイザ(商品名：ＮＡＮＯ３０００、株式会社美粒製)のタンクに投入し、温度を１８５℃に維持しながら、且つ２１０ＭＰａの加圧条件下において、該高圧ホモジナイザ内を３０分間循環させ、樹脂粒子のスラリーを得た。
【０１２６】
得られた樹脂粒子スラリー６００ｇと、塩化ステアリルトリメチルアンモニウム(商品名：コータミン８６Ｗ、花王株式会社製)の２０％水溶液３０ｇとを、造粒装置(商品名：ニュージェネレーションミキサＮＧＭ−１.５ＴＬ、株式会社美粒製)に投入し、７５℃、２０００ｒｐｍにおいて３０分撹拌した後に、８５℃に昇温して、さらに２時間撹拌した。未凝集の微粉を凝集させるために、昇温後に水３００ｇを追加し、室温まで急冷して、コア粒子スラリーを得た。得られたコア粒子の体積平均粒子径は７μｍであった。
【０１２７】
(２)シェル粒子
シェル層形成用のシェル粒子は、着色剤を体積平均粒子径が０.２μｍのものに変更した以外はコア粒子の製造に用いたものと同じ材料及び配合量で同様に溶融混練した後、高圧ホモジナイザにて体積平均粒子径が０.１μｍのシェル粒子の分散液を得た。
【０１２８】
(３)カプセルトナーの製造
上記のようにして得られたコア粒子スラリー４５０ｇ及びシェル層用粒子スラリー４５ｇを、クリアランス０.２ｍｍである５００ｍｌ容量のローター／スクリーンタイプの高速乳化機(クレアミクス、エム・テクニック(株)製)に移し、回転体部分の回転速度を１８ｍ／秒とし、液温８０℃で１０分間処理をし、次いで濾過することによって粒子を取り出し、水洗を５回行った後、粒子を７５℃の熱風で乾燥し、カプセルトナーを得た。
【０１２９】
(４)二成分現像剤の製造
得られたカプセルトナー１００重量部と、外添剤として疎水性シリカ(商品名：Ｒ−９７４、日本アエロジル株式会社製)２.２重量部と、疎水性チタン(商品名：Ｔ−８０５、日本アエロジル株式会社製)１.６重量部とを、ヘンシェルミキサ(商品名：ＦＭミキサ、三井鉱山株式会社製)で混合することによりトナーに外添剤を外添した。
キャリアとして体積平均粒子径４５μｍのフェライトコアキャリアを用い、現像剤中のトナーの濃度が７％となるようにＶ型混合器混合機(商品名：Ｖ−５、株式会社特寿工作所製)を用いて２０分間混合し、実施例１の二成分現像剤を作製した。
【０１３０】
(実施例２〜５及び比較例１〜４)
コア粒子中に用いた着色剤微粒子及び/又はシェル粒子中に用いた着色剤微粒子の体積平均粒子径を表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして実施例２〜５及び比較例１〜４の二成分現像剤を作製した。
【０１３１】
【表１】
【０１３２】
２．定着性の評価
市販の複写機(商品名：ＭＸ−２７００、シャープ株式会社製)の定着装置を、図４に示すような定着装置(Ｙ定着レーザー：４３０ｎｍ、Ｍ定着レーザー：５６５ｎｍ、Ｃ定着レーザー：６２０ｎｍ、Ｋ定着レーザー：７８０ｎｍ、出力：出力：２５０Ｗ/ｃｍ2)に改造したものに、実施例及び比較例の二成分現像剤をそれぞれ充填した。トナーの付着量が１.２ｍｇ／ｃｍ2(カプセルトナー二層分に相当)になるように調整してベタ画像を定着し、評価画像を作成した。
【０１３３】
作成した評価用画像の表面を、学振式堅牢度試験において、１ｋｇの荷重を載せた砂消しゴム(商品名：ライオン 消しゴム ギャザ砂、株式会社ライオン事務器製)を用いて、１４ｍｍ／ｓの速度で３往復分擦過した。擦過前後の光学反射密度(像濃度)を、反射濃度計(商品名：ＲＤ−９１４、マクベス社製)を用いて測定し、定着率を算出した。
【０１３４】
定着率は、下記(１)式を用いて求めた。
定着率(％)＝［(擦過後の像濃度)／(擦過前の像濃度)］×１００ ・・・(１)
上記式(１)により得られた定着率が７０％以上であれば、十分な定着性を有するカプセルトナーであると評価した。
【０１３５】
実施例１〜５及び比較例１〜４の二成分現像剤の定着率を表１に示す。
定着性を評価した結果、本発明のカプセルトナーを含んでなる現像剤は、レーザー定着システムだけで十分な定着性を確保できることが明らかとなった。
【０１３６】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
本発明のカプセルトナーは、該トナーと外添剤とを含む一成分現像剤、又は該トナーとキャリアとを含む二成分現像剤に適用可能であり、定着装置としてレーザー定着システムを備えた画像形成装置に適用可能である。
【符号の説明】
【０１３８】
１ カプセルトナー
２ コア粒子
３ シェル層(被覆層)
Ｃ１ コア粒子中の着色剤微粒子
Ｃ２ シェル層中の着色剤微粒子
ａ コア粒子中の着色剤微粒子の体積平均粒子径
ｂ コート層中の着色剤微粒子の体積平均粒子径
【０１３９】
４ 定着装置
７ トナー像形成部
１１ 感光体ドラム
１２ 帯電部
１３ 露光ユニット
１４ 現像装置
１５ クリーニングユニット
【０１４０】
２０ 現像槽
２１ トナーホッパ
２２ 現像ローラ
２３ 供給ローラ
２４ 撹拌ローラ
２５ 中間転写ベルト
２６ 中間転写ベルトの駆動ローラ
２７ 中間転写ベルトの従動ローラ
２８ 中間転写ローラ
【０１４１】
２９ 転写ベルトクリーニングユニット
３０ 転写ローラ
３５ 自動給紙トレイ
３６ ピックアップローラ
３７ 搬送ローラ
３８ レジストローラ
３９ 手差給紙トレイ
４０ 排出ローラ
４１ 排出トレイ
【０１４２】
６１ 無端ベルト
６２ 駆動ローラ
６３ 従動ローラ
８０ レーザー定着装置
８１ レーザー光源
８２ 回転多面鏡
【０１４３】
１００ 画像形成装置
Ｐ 用紙(記録媒体)
Ｓ１ 用紙搬送路
Ｓ２ 用紙搬送路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真用カプセルトナー、該トナーを含む現像剤、該トナー用の定着装置、及び該トナーを使用する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真法は、光導電現象を利用して感光ドラム上に静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーで現像してトナー像(可視像)とした後、このトナー像を記録紙上に転写・定着する画像形成法である。
トナー像の定着には、熱、圧力、光を利用する種々の定着装置が使用されており、例えば、熱ロールを使用する定着装置が最も一般的に用いられている。
【０００３】
熱ロールを使用する定着装置は、熱効率が高い反面、装置の初期加熱(立ち上がり)に数十秒程度のロスタイムがあることに加え、熱ロール上に残ったトナーがオフセットにより記録紙を汚染し易い。また、一対の熱ロールで記録紙をニップするため、記録紙が連続して供給される際に、蛇行による皺や破れを生じやすい。
【０００４】
圧力を利用する定着装置は、ウォーミングアップや熱源が不要である等の利点により注目されている。しかし、このタイプの定着装置は、トナー像の記録紙への強固な定着が困難であり、一対のロール間に記録紙を通して加圧するため、蛇行による皺や破れが発生し易い。また、最近多用されているラベル作成用の糊付き紙を記録紙として用いる場合には、糊が下地からはみ出すこともある。
【０００５】
これに対して、光を利用する定着装置は、トナーがキセンノンランプ等のフラッシュ光による光エネルギーを選択的に吸収して溶融するので、トナー像の高速での定着が可能である。また、記録紙に非接触で定着を行えるので、記録紙へのトナーのオフセットや記録紙の蛇行による皺や破れの虞がなく、糊付き紙の使用時に糊がはみ出すこともないという利点がある。
【０００６】
一方で、フラッシュ定着においては、ブラックトナーは、全波長の光を吸収するため、キセノンランプの８００〜１０００ｎｍの近赤外領域の強い光を吸収して十分な定着特性が得られる一方で、シアントナー、マゼンタトナー及びイエロートナーのようなカラートナーは、上記近赤外領域に殆んど吸収が無く十分な定着特性が得られ難い。
【０００７】
この対策のために、特許文献１は、カラートナーに近赤外領域の光を吸収する赤外線吸収剤を添加することを提案している。
しかし、近赤外領域に強い吸収がある赤外線吸収剤は、７８０ｎｍ以下の可視域にも吸収があるので、十分な定着性を得るために必要な量をカラートナーに添加すると、可視域での光吸収のためにトナー像の色再現性が悪くなる。
【０００８】
そこで、特許文献２は、トナーに添加する赤外線吸収剤の量を低減させるために、フラッシュ定着とレーザー定着を組み合わせ、レーザー定着に各色トナー専用のレーザー光を使用し、レーザー光の波長を各色トナーの最大吸収波長に合わせることにより、トナーへの熱供給効率を高めた定着方法及び装置を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−３８６６７号公報
【特許文献２】特開２００８−１０７５７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献２に記載の定着方法を用いても、赤外線吸収剤の添加量を効果的に低減させることはできておらず、依然としてトナー像の色再現性が悪いという問題は残されている。
また、特許文献２に記載の定着方法では、定着機構としてフラッシュ定着及びレーザー定着の２つのユニットが必要になるため、装置構成が複雑になりコストが高くなるという課題も生じている。
【００１１】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、色再現性が良好なトナー像を形成することができ、レーザー定着のみで十分な定着性を確保できるトナー並びに該トナーの定着方法及び装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成すべく鋭意努力した結果、本発明者らは、トナー自体の光吸収効率を最適化することにより、目的とするトナーが得られることを見出した。
【００１３】
したがって、本発明は、少なくとも結着樹脂及び着色剤微粒子からなるコア粒子と、少なくとも結着樹脂及び着色剤微粒子からなり、かつ前記コア粒子を被覆するコート層とを備え、前記コア粒子中の着色剤微粒子の体積平均粒子径ａと前記コート層中の着色剤微粒子の体積平均粒子径ｂとが次の関係：２.０≦ａ／ｂ≦５.０及び０.５μｍ≦ａ≦０.９μｍを満たし、定着に際してレーザー光のみを照射されることを特徴とする、コア−シェル構造を有する電子写真用カプセルトナーを提供する。
【００１４】
本発明はまた、記録媒体上に前記トナーで形成された未定着のトナー像に、前記トナーに含まれる着色剤微粒子の吸収波長域内の波長を有するレーザー光を照射することによって該トナーを溶融させ、その後再度固化させることにより前記トナー像を前記記録媒体上に定着させることを特徴とするトナーの定着方法を提供する。
【００１５】
本発明は更に、少なくとも１つの前記トナーで形成された未定着のトナー像を記録媒体上に定着させる定着装置であって、前記少なくとも１つのトナーを加熱溶融する手段を備え、該手段が、前記少なくとも１つのトナーのそれぞれに各トナーに含まれる着色剤微粒子の吸収波長域内の波長を有するレーザー光を照射する少なくとも１つのレーザー光源を含んでなり、且つトナーに光を照射する光源としては前記レーザー光源のみを含むことを特徴とする定着装置を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、カラートナーへの赤外線吸収剤の添加量を効果的に低減させることが可能となる。その結果、色再現性が良好なトナー像を形成することができ、レーザー定着のみで十分な定着性を確保できるトナーが提供される。
また、本発明によれば、色再現性を悪化させること無く、低コストで十分な定着性を達成できるトナー像の定着方法及び装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のカプセルトナーの一形態を示す模式図である。
【図２】本発明の定着装置の１つの実施形態を示す概略断面図である。
【図３】本発明の画像形成装置の１つの実施形態を示す概略断面図である。
【図４】本発明の画像形成装置に使用する現像装置の１つの実施形態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明のコア−シェル構造を有する電子写真用カプセルトナーは、少なくとも結着樹脂及び着色剤微粒子からなるコア粒子と、少なくとも結着樹脂及び着色剤微粒子からなり、かつ前記コア粒子を被覆するコート層とを備え、前記コア粒子中の着色剤微粒子の体積平均粒子径ａと前記コート層中の着色剤微粒子の体積平均粒子径ｂとが次の関係：２.０≦ａ／ｂ≦５.０及び０.５μｍ≦ａ≦０.９μｍを満たし、定着に際してレーザー光のみを照射されることを特徴とする。
【００１９】
従来のトナーは、顔料(着色樹脂微粒子)の粒子径がトナー(トナー母粒子)全体で同じであり、入射光を周辺トナーへ拡散(乱反射)させることは考慮されていない。このため、トナー像を形成しているトナー粒子層の中で、レーザー光が直接照射されない領域のトナー粒子には十分な量の光が照射されず、レーザー光の照射のみでトナーを十分に加熱溶融できない。そのためトナー粒子層を均一に記録媒体上に定着させることができない。
【００２０】
これに対し、本発明のトナーでは、顔料(着色剤微粒子)の粒子径がコア粒子中とコート層中で異なり、コア粒子中でより大きい。
このため、コート層に入射した光は、大部分がコート層を透過してコア粒子に入射するか又はより下層のトナーに入射する一方、コア粒子に入射した光は、大部分が着色剤微粒子に当たって、一部は吸収され(熱エネルギーに変換されトナーの溶融に利用される)、残りは乱反射されて、周囲のトナーに照射される。
つまり、直接レーザー光を照射されたトナー粒子内部での吸収量と、周囲の(直接レーザー光を照射されていない)トナー粒子への光照射のバランスが良好である。
【００２１】
また、トナー粒子全体の光透過率を高く維持できる。そのため、トナー像を形成しているトナー粒子層全体のレーザー光の照射効率が良くなり、レーザー光のみでトナー粒子層の加熱及び溶融を十分に行うことができるようになり、トナーの記録媒体への定着性を十分確保することができる。その結果、トナーの定着特性を得るために、トナーに赤外線吸収剤をさらに添加する必要が無く、赤外線吸収剤に起因する色再現性の悪化が起こらない画像を得ることができる。
【００２２】
比率ａ／ｂが２.０より小さくなると、コア粒子からの乱射光の透過率が低くなりトナー粒子層の定着が不十分になる一方、５.０より大きくなると、コア粒子中とシェル層中での吸収効率の差が大きくなり、コア粒子とシェル層の溶融状態が大きく異なることになって均一な定着ができなくなる。
また、ａが０.５μｍより小さくなると、これに伴いｂが取り得る値(すなわち、シェル層中の着色剤の体積平均粒子径)が小さくなり過ぎるため、シェル層中での着色剤の分散状態が悪化して光透過率が低下し、その結果レーザー光の照射効率が低下して、トナー粒子層の定着が不十分になる。また、分散状態の悪化により、シェル層中で溶融状態が大きく異なることになって均一な定着ができなくなる。一方、０.９μｍより大きくなると、コア粒子の光透過率が低下してレーザー光がトナー粒子の外部に出られずトナー粒子層の定着が不十分になる。
【００２３】
以下、本発明のトナーの構成及びその製造方法について説明する。
図１は、本発明のコア−シェル構造を有するカプセルトナーの一形態の構成を示す模式図である。カプセルトナー１は、コア粒子２の表面にシェル層(被覆層)３を備えた二層構造(コア−シェル構造)を有する。コア粒子２は結着樹脂中に着色剤微粒子Ｃ１が分散されてなり、シェル層３は結着樹脂中に着色剤微粒子Ｃ２が分散されてなる。
本発明のトナーは、シアントナー、マゼンタトナー若しくはイエロートナー又はブラックトナー以外のその他のカラートナーであることが好ましい。ブラックトナーは光の吸収効率が良好なため、本発明のような構成にする必要はない。
本発明のトナーがカラートナーであることによって、赤外線吸収剤に起因する色再現性の悪化が起こらない画像を得ることができるという効果がより顕著に発現される。
【００２４】
＜コア粒子＞
コア粒子は、少なくとも結着樹脂及び着色樹脂微粒子からなる。
本発明のトナーにおいては、コア粒子に含まれる着色剤微粒子の体積平均粒子径ａは、０.５μｍ≦ａ≦０.９μｍの範囲であり、かつ後述するシェル層に含まれる着色剤微粒子の体積平均粒子径ｂとの比率ａ／ｂが２.０≦ａ／ｂ≦５.０を満たすことが必要である。
【００２５】
コア粒子に含まれる結着樹脂(以下、「第１の結着樹脂」ともいう)としては、特に限定されるものではなく、トナー用として利用可能な任意の結着樹脂を使用することができる。結着樹脂としては、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン及びスチレン−アクリル酸エステル共重合樹脂等のスチレン系樹脂、ポリメチルメタクリレート(以下、「ＰＭＭＡ」と言う)等のアクリル系樹脂、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコン樹脂等を挙げることができる。
第１の結着樹脂として、１種の結着樹脂を単独で用いてもよいし、２種以上の結着樹脂を併用してもよい。
【００２６】
コア粒子に含まれる着色剤微粒子には、トナー用着色剤として用い得ることが知られている染料や顔料など任意のものを使用できる。その中でも顔料を用いることが好ましい。顔料は、染料に比べて耐光性及び発色性に優れるので、顔料を用いることによって耐光性及び発色性に優れるトナーを得ることができる。
着色剤としては、例えば、イエロートナー用着色剤、マゼンタトナー用着色剤、シアントナー用着色剤、及びブラックトナー用着色剤等を挙げることができる。
【００２７】
イエロートナー用着色剤としては、例えば、カラーインデックスによって分類されるＣ.Ｉ.ピグメントイエロー１、Ｃ.Ｉ.ピグメントイエロー５、Ｃ.Ｉ.ピグメントイエロー１２、Ｃ.Ｉ.ピグメントイエロー１５、及びＣ.Ｉ.ピグメントイエロー１７、Ｃ.Ｉ.ピグメントイエロー７４、Ｃ.Ｉ.ピグメントイエロー９３、Ｃ.Ｉ.ピグメントイエロー１８０、Ｃ.Ｉ.ピグメントイエロー１８５等の有機系顔料：黄色酸化鉄及び黄土等の無機系顔料：Ｃ.Ｉ.アシッドイエロー１等のニトロ系染料：Ｃ.Ｉ.ソルベントイエロー２、Ｃ.Ｉ.ソルベントイエロー６、Ｃ.Ｉ.ソルベントイエロー１４、Ｃ.Ｉ.ソルベントイエロー１５、Ｃ.Ｉ.ソルベントイエロー１９、及びＣ.Ｉ.ソルベントイエロー２１等の油溶性染料等を挙げることができる。
【００２８】
マゼンタトナー用着色剤としては、例えば、カラーインデックスによって分類されるＣ.Ｉ.ピグメントレッド４９、Ｃ.Ｉ.ピグメントレッド５７、Ｃ.Ｉ.ピグメントレッド８１、Ｃ.Ｉ.ピグメントレッド１２２、Ｃ.Ｉ.ソルベントレッド１９、Ｃ.Ｉ.ソルベントレッド４９、Ｃ.Ｉ.ソルベントレッド５２、Ｃ.Ｉ.ベーシックレッド１０、及びＣ.Ｉ.ディスパーズレッド１５等を挙げることができる。
【００２９】
シアントナー用着色剤としては、例えば、カラーインデックスによって分類されるＣ.Ｉ.ピグメントブルー１５、Ｃ.Ｉ.ピグメントブルー１６、Ｃ.Ｉ.ソルベントブルー５５、Ｃ.Ｉ.ソルベントブルー７０、Ｃ.Ｉ.ダイレクトブルー２５、及びＣ.Ｉ.ダイレクトブルー８６等を挙げることができる。
【００３０】
ブラックトナー用着色剤としては、例えば、チャンネルブラック、ローラーブラック、ディスクブラック、ガスファーネスブラック、オイルファーネスブラック、サーマルブラック、及びアセチレンブラック等のカーボンブラックを挙げることができる。
上記着色剤以外にも、紅色顔料、緑色顔料等を用いることができる。これらの着色剤は、１種を単独で用いてもよく、また色の異なる２種以上を併用してもよい。また同色系の複数の着色剤を併用することもできる。
【００３１】
コア粒子中の着色剤の含有量は、特に限定されるものではないが、例えば、結着樹脂が１００重量部に対して着色剤が４重量部以上２０重量部以下の範囲内であることが好ましい。これにより、着色剤の添加によるフィラー効果を抑え、且つ、高着色力を有するトナーを得ることができる。一方、トナーにおける着色剤の含有量が２０重量部を超えると、着色剤のフィラー効果によって、トナーの定着性が低下する虞がある。
【００３２】
コア粒子は、必要に応じて、トナーの添加剤として使用される種々の物質、例えば帯電制御剤などを更に含んでもよい。
【００３３】
帯電制御剤
トナー用の帯電制御剤は、トナーに好ましい帯電性を付与するために添加される。本発明に用いられる帯電制御剤としては、特に限定されるものではなく、従来公知の正電荷制御用又は負電荷制御用の帯電制御剤を用いることができる。
正電荷制御用の帯電制御剤としては、例えば、ニグロシン染料、塩基性染料、四級アンモニウム塩、四級ホスホニウム塩、アミノピリン、ピリミジン化合物、多核ポリアミノ化合物、アミノシラン、ニグロシン染料及びその誘導体、トリフェニルメタン誘導体、グアニジン塩、及びアミジン塩等を挙げることができる。
【００３４】
また、負電荷制御用の帯電制御剤としては、例えば、オイルブラック及びスピロンブラック等の油溶性染料：含金属アゾ化合物、アゾ錯体染料、ナフテン酸金属塩、サリチル酸及びその誘導体の金属錯体及び金属塩(金属はクロム、亜鉛、ジルコニウム等)、ホウ素化合物、脂肪酸石鹸、長鎖アルキルカルボン酸塩、ならびに樹脂酸石鹸等を挙げることができる。
これら帯電制御剤は、１種を単独で用いてもよく、又は２種以上の帯電制御剤を併用して用いてもよい。
【００３５】
帯電制御剤は、結着樹脂１００重量部に対して０.５重量部以上５重量部以下の範囲内で用いることが好ましく、０.５重量部以上３重量部以下の範囲内で用いることがより好ましい。
帯電制御剤が、結着樹脂１００重量部に対して５重量部よりも多く含まれると、二成分現像剤として用いる場合にはキャリアが汚染されてしまい、トナー飛散が発生する。また、帯電制御剤が結着樹脂１００重量部に対して０.５重量部未満であると、トナーに十分な帯電特性を付与することができない。
【００３６】
コア粒子の体積平均粒子径は特に限定されないが、例えば３〜１０μｍであり得、好ましくは５〜８μｍである。
【００３７】
＜シェル層＞
シェル層は、少なくとも結着樹脂及び着色剤微粒子からなる。
本発明のトナーにおいては、シェル層に含まれる着色剤微粒子の体積平均粒子径ｂは、コア粒子に含まれる着色剤微粒子の体積平均粒子径ａとの比率ａ／ｂが２.０≦ａ／ｂ≦５.０を満たすことが必要である。体積平均粒子径ｂは、比率ａ／ｂが前記範囲内である限り特に限定されないが、０.１μｍ≦ｂ≦０.４μｍの範囲にあることが好ましい。
【００３８】
シェル層の厚みは０.３μｍ以上が好ましく、例えば０.３〜２μｍである。厚みが０.３μｍ未満では、コア粒子上に均一なシェル層を形成することが困難であり、加えて光の透過及び(乱)反射の制御が困難になる。
【００３９】
シェル層に含まれる結着樹脂(以下、「第２の結着樹脂」ともいう)としては、特に限定されるものではなく、トナー用として利用可能な任意の結着樹脂を使用することができ、例えば、コア粒子に関して挙げた結着樹脂粒子を挙げることができる。第２の結着樹脂として、１種の結着樹脂を単独で用いてもよいし、２種以上の結着樹脂を併用してもよい。第２の結着樹脂は、コア粒子に含まれる第１の結着樹脂と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００４０】
シェル層に含まれる着色剤微粒子には、トナー用着色剤として用い得ることが知られている染料や顔料など任意のものを使用でき、例えば、コア粒子に関して挙げた着色剤を挙げることができる。
シェル層においても、着色剤は、１種を単独で用いてもよく、また色の異なる２種以上を併用してもよい。また同色系の複数の着色剤を併用することもできる。
シェル層に含まれる着色剤微粒子は、一般には、コア粒子に含まれる着色剤微粒子と同じであるが、体積平均粒子径が前記所定の関係を満たす限り、異なってもよい。
【００４１】
シェル層中の着色剤の含有量は、特に限定されるものではないが、例えば、結着樹脂が１００重量部に対して着色剤が４重量部以上２０重量部以下の範囲内であることが好ましい。これにより、着色剤の添加によるフィラー効果を抑え、且つ、高着色力を有するトナーを得ることができる。一方、トナーにおける着色剤の含有量が２０重量部を超えると、着色剤のフィラー効果によって、トナーの定着性が低下する虞がある。
【００４２】
シェル層も、必要に応じて、トナーの添加剤として使用される種々の物質、例えば離型剤、帯電制御剤などを更に含んでもよい。
シェル層中の離型剤及び帯電制御剤は、コア粒子に関して説明したとおりである。
シェル層中の添加剤は、コア粒子中の添加剤と同じであってもよいし、異なってもよい。
本発明のカプセルトナーは、コア粒子にもシェル層にも、赤外線吸収剤を実質的に含まないことが好ましい。ここで、赤外線吸収剤に関して「実質的に含まない」とは、トナー像の色再現性に影響を与える量で赤外線吸収剤を含んでいないことをいう。そのような量は、例えば、結着樹脂１００重量部に対して０.１重量部以下である。
【００４３】
＜カプセルトナーの製造方法＞
本発明のカプセルトナーの製造方法は、コア−シェル構造が形成される限り、特に限定されず、公知の製造方法、例えば凝集法により製造することができる。
以下に、コア粒子の製造方法及びシェル層(コア−シェル構造)の形成方法について詳細に説明する。
【００４４】
コア粒子の製造方法
コア粒子は、従来公知のトナー製造方法、例えば、溶融混練粉砕法によって製造することができる。溶融混練粉砕法とは、結着樹脂及び着色剤微粒子、必要に応じて離型剤、電荷制御剤その他の添加剤等を含むコア粒子原料を乾式混合する混合工程と、混合工程で得られた混合物を溶融混練する融解混練工程と、融解混練工程で得られた溶融混練物を冷却して固化させる冷却工程と、冷却工程で得られた固化物を機械的に粉砕する粉砕工程とを含む。
【００４５】
着色剤は、マスターバッチとして用いられることが好ましい。着色剤のマスターバッチは、例えば、結着樹脂の溶融物と着色剤とを混練することによって製造することができる。マスターバッチに用いられる結着樹脂としては、トナーの結着樹脂と同種の樹脂、又はトナーの結着樹脂に対して良好な相溶性を有する樹脂が用いられる。マスターバッチにおける結着樹脂と着色剤との使用割合は、特に限定されるものではないが、結着樹脂が１００重量部に対して着色剤が３０重量部以上１００重量部以下の範囲内で用いられることが好ましい。マスターバッチの粒子径は、特に限定されるものではないが、例えば、粒子径２〜３ｍｍ程度に造粒されて用いられることが好ましい。
【００４６】
混合工程において、乾式混合に用いられる混合機としては、特に限定されるものではなく、公知の混合機を用いることができる。例えば、ヘンシェルミキサ(商品名、三井鉱山株式会社製)、スーパーミキサ(商品名、株式会社カワタ製)、メカノミル(商品名、岡田精工株式会社製)等のヘンシェルタイプの混合装置、オングミル(商品名、ホソカワミクロン株式会社製)、ハイブリダイゼーションシステム(商品名、株式会社奈良機械製作所製)、コスモシステム(商品名、川崎重工業株式会社製)等を挙げることができる。
【００４７】
融解混練工程において、混合工程で得られた混合物は、結着樹脂の溶融温度以上の温度に加熱しながら攪拌して混練される。ここで、「結着樹脂の溶融温度以上の温度」とは、通常は８０〜２００℃程度、好ましくは１００〜１５０℃程度である。
融解混練工程において用いられる混練機としては、特に限定されるものではなく、例えば、二軸押し出し機、三本ロール、ラボブラストミル等の一般的な混練機を使用できる。さらに具体的には、例えば、ＴＥＭ−１００Ｂ(商品名、東芝機械株式会社製)、ＰＣＭ−６５／８７(商品名、株式会社池貝製)等の１軸もしくは２軸の押出機、ニーデックス(商品名、三井鉱山株式会社製)等のオープンロール方式のものを挙げることができる。
【００４８】
粉砕工程において、溶融混練物を冷却して得られる固化物の粉砕には、カッターミル、フェザーミル又はジェットミル等が用いられる。これらの粉砕機は、単独で用いてもよいし、２つ以上を組み合わせて用いてもよい。例えば、固化物をカッターミルで粗粉砕した後、ジェットミルで粉砕することによって、所望の体積平均粒子径を有するコア粒子が得られる。
【００４９】
コア粒子はまた、粉砕工程において溶融混練物の固化物を粗粉砕した後に、得られた粗粉砕物を水性スラリー化し、当該水性スラリーを高圧ホモジナイザで処理して微粒化し、得られた微粒を水性媒体中で加熱して凝集及び溶融させることによっても製造することができる。
【００５０】
具体的には、粗粉砕によって、１００μｍ〜３ｍｍ程度の粒子径を有する粗粉を得る。溶融混練物の固化物の粗粉砕は、例えば、ジェットミル、ハンドミル等を用いて行われる。得られた粗粉を水に分散させて、水性スラリーを調製する。上記水性スラリーを調製する際には、粗粉を水に均一に分散させる観点から、例えば、適量のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等の分散剤を水に溶解させておくことが好ましい。
【００５１】
次いで、得られた水性スラリーを高圧ホモジナイザで処理することによって、水性スラリー中の粗粉が微粒化され、体積平均粒子径０.４〜１.０μｍ程度の微粒を含む水性スラリーが得られる。この微粒を含む水性スラリーを加熱し、微粒を凝集させ、微粒同士を溶融させて結合することによって、所望の体積平均粒子径及び平均円形度を有するコア粒子が得られる。
例えば、微粒の水性スラリーの加熱温度及び加熱時間を適宜選択することによって、所望の体積平均粒子径及び平均円形度のコア粒子を得ることができる。上記加熱温度は、結着樹脂の軟化点以上、結着樹脂の熱分解温度未満の温度範囲から適宜選択される。加熱時間が同じである場合には、通常は、加熱温度が高いほど、得られるコア粒子の体積平均粒子径は大きくなる。
【００５２】
高圧ホモジナイザとしては、例えば、高圧ホモジナイザの市販品としては、例えば、マイクロフルイダイザー(商品名、マイクロフルディクス(Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃｓ)社製)、ナノマイザー(商品名、ナノマイザー社製)、アルティマイザー(商品名、株式会社スギノマシン製)等のチャンバ式高圧ホモジナイザ、高圧ホモジナイザ(商品名、ラニー(Ｒａｎｎｉｅ)社製)、高圧ホモジナイザ(商品名、三丸機械工業株式会社製)、高圧ホモゲナイザ(商品名、株式会社イズミフードマシナリ製)、ＮＡＮＯ３０００(商品名、株式会社美粒製)等を挙げることができる。
【００５３】
コア粒子には、更に球形化処理が施されてもよい。球形化する手段としては衝撃式球形化装置及び熱風式球形化装置を挙げることができる。衝撃式球形化装置としては、市販されているものを用いることもでき、例えば、ファカルティ(商品名、ホソカワミクロン株式会社製)、ハイブリダイゼーションシステム(商品名、株式会社奈良機械製作所製)等を用いることができる。熱風式球形化装置としては、市販されているものも用いることができ、例えば、表面改質機メテオレインボー(商品名、日本ニューマチック工業株式会社製)等を用いることができる。
【００５４】
シェル層の形成方法(カプセル化による二層構造の形成方法)
コア粒子の分散液中に後述するシェル粒子の分散液を添加してコア粒子表面にシェル粒子を凝集、融着させ、コア粒子表面をシェル粒子にて被覆させることにより、本発明のカプセルトナー粒子を形成する。
【００５５】
シェル粒子は、任意の公知の方法によって作製できるが、コア粒子について説明した方法によりホモジナイザなどで乳化分散させて細粒化することによって得ることができる。
シェル粒子は、体積平均粒子径が例えば０.１〜１.０μｍである。
【００５６】
コア粒子及びシェル粒子の分散液は、従来公知の方法により調製することができる。上記粒子が分散してなる分散液としては、水などの分散媒体中に上記粒子が分散した分散液であれば特に限定されるものではないが、乳化重合又はソープフリー乳化重合により調整された分散液を用いることが可能である。
【００５７】
例えば、得られたコア粒子及びシェル粒子と液体分散媒とを例えば混合機又は攪拌機中で混合し、コア粒子及びシェル粒子を液体分散媒中に分散させることによって、コア粒子とシェル粒子とを含有するスラリーを調製する。
液体分散媒としては、コア粒子及びシェル粒子を溶解することなく均一に分散させることができる任意の液体であり得る。取扱いの容易性等の点で、水が好ましい。
【００５８】
スラリーに含まれるコア粒子及びシェル粒子の割合は、液体分散媒と粒子の合計重量に対して、例えば２２〜４５重量％、好ましくは２２〜４３重量％、より好ましくは２５〜４０重量％である。
スラリー中でのコア粒子(Ｃ)とシェル粒子(Ｓ)の重量比Ｃ/Ｓは、例えば８０/２０〜９６/４である。
【００５９】
液体分散媒は分散剤を含んでいることが好ましい。分散剤としては、液体分散媒に溶解し(特に、水溶性)、コア粒子及びシェル粒子の分散を容易にするものであれば任意のものを使用することができる。なかでも、高分子系分散剤が好ましい。
分散剤は１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
液体分散媒への分散剤の添加量は、例えば５〜１０重量％である。
【００６０】
コア粒子とシェル粒子とを含有するスラリーを、加熱しながら攪拌してコア粒子の表面にシェル粒子を付着させる。
撹拌は、公知の撹拌手段により、例えばローター／スクリーン方式の高速乳化改良機により行うことができる。撹拌速度は、撹拌翼(ローター)の先端(径方向外側)の周速度として、例えば１２〜２５ｍ／秒、好ましくは１４〜２２ｍ／秒、より好ましくは１６〜２０ｍ／秒である。
【００６１】
加熱温度は、コア粒子に含まれる第１の結着樹脂のガラス転移温度より高い温度であることが好ましく、例えば５〜１０℃高い温度である。
上記のようにしてシェル粒子をコア粒子の表面へ固着した後、スラリーから、例えば濾過により、粒子を取り出し、必要に応じて水洗し、乾燥させることにより、コアと該コアの表面を覆うシェルとからなるコア・シェル構造を有するカプセルトナーが得られる。
【００６２】
＜現像剤＞
本発明の現像剤は、上記の本発明に係るカプセルトナーを含んでなる一成分現像剤又は二成分現像剤である。
本発明に係るカプセルトナーを一成分現像剤として用いる場合、キャリアを用いることなく上記トナーのみで用いる。
一成分現像剤として用いる場合には、ブレード及びファーブラシを用い、現像スリーブで摩擦帯電させて、スリーブ上にトナーを付着させることによってトナーを搬送し、画像形成を行う。
【００６３】
本発明に係るカプセルトナーを二成分現像剤として用いる場合、上記トナーをキャリアとともに用いる。つまり、本発明に係る二成分現像剤は、光の吸収光率が高い前記トナーとキャリアとを含む。そのため、長期にわたり十分な定着性を確保でき、かつ赤外線吸収剤の添加に起因する色再現性の悪化がない画像を得ることが可能な二成分現像剤となる。
【００６４】
キャリアとしては、この分野で常用されるものを用いることができる。例えば、鉄、銅、亜鉛、ニッケル、コバルト、マンガン、クロムなどからなる単独又は複合フェライト及びキャリアコア粒子を被覆物質で表面被覆した樹脂被覆キャリア、又は樹脂に磁性を有する粒子を分散させた樹脂分散型キャリア等を挙げることができる。
【００６５】
被覆物質としては、特に限定されるものではなく、公知のものを用いることができる。例えば、ポリテトラフルオロエチレン、モノクロロトリフルオロエチレン重合体、ポリフッ化ビニリデン、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、ジターシャーリーブチルサリチル酸の金属化合物、スチレン系樹脂、アクリル樹脂、ポリアシド、ポリビニルラール、ニグロシン、アミノアクリレート樹脂、塩基性染料、塩基性染料のレーキ物、シリカ微粉末、アルミナ微粉末等を挙げることができる。また、樹脂分散型キャリアに用いられる樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば、スチレンアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素系樹脂、及びフェノール樹脂等を挙げることができる。いずれも、トナー成分に応じて適宜選択することが好ましく、１種を単独で用いてもよいし、又は２種以上を併用してもよい。
【００６６】
キャリアの形状は、球形又は扁平形状であることが好ましい。また、キャリアの粒子径については、特に限定されるものではないが、高画質化を考慮すると、１０〜１００μｍの範囲内であることが好ましく、２０〜５０μｍの範囲内であることがさらに好ましい。さらにキャリアの抵抗率は、１０8Ω・ｃｍ以上であることが好ましく、１０12Ω・ｃｍ以上であることがさらに好ましい。なお、上記「キャリアの抵抗率」は、キャリアを０.５０ｃｍ2の断面積で底面に電極を有する容器に入れてタッピングした後に、容器内に詰められたキャリア粒子に１ｋｇ／ｃｍ2の荷重を掛け、上記荷重と底面電極との間に１０００Ｖ／ｃｍ2の電界が生ずる電圧を印加したときの電流値を読み取ることから得られる値をいう。上記抵抗率が低いと、現像スリーブにバイアス電圧を印加した場合にキャリアに電荷が注入され、感光体にキャリア粒子が付着し易くなる。またバイアス電圧のブレークダウンが起こり易くなる。
【００６７】
キャリアの磁化強さ(最大磁化)は、１０〜６０ｅｍｕ／ｇの範囲内であることが好ましく、１５〜４０ｅｍｕ／ｇの範囲内であることがさらに好ましい。上記「磁化強さ」は現像ローラの磁束密度によるが、現像ローラの一般的な磁束密度の条件下においては、キャリアの磁化強さが１０ｅｍｕ／ｇ未満であると磁気的な束縛力が働かず、キャリア飛散の原因となるおそれがある。また上記「磁化強さ」が６０ｅｍｕ／ｇを超えると、キャリアの穂立ちが高くなり過ぎ、非接触現像では像担持体と非接触状態を保つことが困難になる。また接触現像ではトナー像に掃き目が現れ易くなるおそれがある。
【００６８】
二成分現像剤におけるトナーとキャリアとの使用割合は特に限定されるものではなく、トナー及びキャリアの種類に応じて適宜選択することができる。例えば、樹脂被覆キャリア(密度５〜８ｇ／ｃｍ2)を用いる場合、現像剤中に、トナーが現像剤全量の２〜３０重量％、好ましくは２〜２０重量％含まれるように、トナーを用いればよい。また二成分現像剤において、トナーによるキャリアの被覆率は、４０〜８０％であることが好ましい。
【００６９】
本発明の現像剤において、本発明に係るカプセルトナーには、粉体流動性向上、摩擦帯電性向上、耐熱性向上、長期保存性改善、クリーニング特性改善、及び感光体表面の磨耗特性制御等の機能を担う外添剤を混合してもよい。外添剤としては、特に限定されるものではなく、この分野で常用されるものを用いることが可能である。例えば、シリカ微粉末、酸化チタン微粉末及びアルミナ微粉末等の無機微粉末を挙げることができる。これらの無機微粉末は、トナーの疎水化、及びトナーの帯電性コントロール等の目的から、シリコーンワニス、各種変性シリコーンワニス、シリコーンオイル、各種変性シリコーンオイル、シランカップリング剤、官能基を有するシランカップリング剤、その他の有機ケイ素化合物等の処理剤で処理されていることが好ましい。上記外添剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００７０】
外添剤は、一次粒子の個数平均粒子径が１０ｎｍ〜５００ｎｍであることが好ましい。上記範囲内の粒子径の外添剤を用いることによって、トナーの流動性向上効果が一層発揮され易くなる。
トナーに必要な帯電量、外添剤を添加することによる感光体の摩耗に対する影響、及びトナーの環境特性等を考慮して、外添剤の添加量としては、トナー粒子１００重量部に対し１〜１０重量部であることが好ましく、５重量部以下であることがより好ましい。
【００７１】
＜定着方法及び装置＞
本発明の定着方法は、記録媒体上に本発明に係るトナーで形成された未定着のトナー像に、前記トナーに含まれる着色剤微粒子の吸収波長域内の波長を有するレーザー光を照射することによって該トナーを溶融させ、その後再度固化させることにより前記トナー像を前記記録媒体上に定着させることを特徴とする。
本発明の定着方法は、例えば、下記に記載の本発明の定着装置により実施され得る。
【００７２】
本発明の定着装置は、少なくとも１つの本発明に係るトナーで形成された未定着のトナー像を記録媒体上に定着させる定着装置であって、前記少なくとも１つのトナーを加熱溶融する手段を備え、該手段が、前記少なくとも１つのトナーのそれぞれに、各トナーに含まれる着色剤微粒子の吸収波長域内の波長を有するレーザー光を照射する少なくとも１つのレーザー光源を含んでなり、且つトナーに光を照射する光源としては前記レーザー光源のみを含むことを特徴とする。
本発明に定着方法及び定着装置は、赤外線吸収剤を含まないトナーを用いてレーザー光のみで定着を行うので、赤外線吸収剤添加に起因する色再現性の悪化がない画像を得ることができる。また、低コストである。
【００７３】
以下、本発明の電子写真用定着装置について図を参照しながら具体的に説明する。
図２は、本発明の定着装置の一形態の構成を示す模式図である。例示されているレーザー定着装置８０は、レーザー光を発生するレーザー光源８１と、レーザー光源８１から照射されたレーザー光を反射して無端ベルト６１上を走査露光する回転多面鏡８２とを備えている。
【００７４】
レーザー光源８１は、異なる波長を発振波長とする４本のレーザー光を、それぞれ別々に出力できるように構成されている。回転多面鏡８２は、例えば正六角面体で構成されており、図２中矢印方向に定速回転する。
駆動ローラ６２は図示しない駆動部によってその軸線回りに回転駆動が可能なように設けられ、その回転駆動によって、無端ベルト６１を矢印方向へ回転駆動させる。従動ローラ６３は駆動ローラ６２の回転駆動に従動して回転可能なように設けられ、無端ベルト６１が弛まないように一定の張力を無端ベルト６１に付与する。
【００７５】
レーザー光源８１と回転多面鏡８２との間の光路には、コリメータレンズやシリンダーレンズ等を設けることができる。また、回転多面鏡８２と無端ベルト６１との間には、ｆθレンズ、折り返しミラー、反射ミラー等を設けることができる。
【００７６】
レーザー定着装置８０は、用紙Ｐ上に保持されたトナーに対し、それぞれ異なる光を照射することで、用紙にトナーを非接触定着させる。レーザー定着装置８０は用紙Ｐ上のトナー形成部位に局所的に光を照射する。
【００７７】
レーザー光源８１は、定着させようとするトナーに応じて、例えばＹ定着レーザー８１Ｙ、Ｍ定着レーザー８１Ｍ、Ｃ定着レーザー８１Ｃ、Ｋ定着レーザー８１Ｋから構成され得る。
Ｙ定着レーザー８１Ｙは、イエロートナーの可視領域の吸収ピークに対応する波長(すなわち、イエロートナー中に含まれる着色剤の吸収ピーク波長；例えば４３０ｎｍ)で発光する。
【００７８】
Ｍ定着レーザー８１Ｍは、マゼンタトナーの可視領域の吸収ピークに対応する波長(すなわち、マゼンタトナー中に含まれる着色剤の吸収ピーク波長；例えば５６５ｎｍ)で発光する。
Ｃ定着レーザー８１Ｃは、シアントナーの可視領域の吸収ピークに対応する波長(すなわち、シアントナー中に含まれる着色剤の吸収ピーク波長；例えば６２０ｎｍ)で発光する。
Ｋ定着レーザー８１Ｋの波長はブラックトナーの吸収波長である。ブラックトナーの吸収ピークに対応するＫ定着レーザー８１Ｋの発光波長については、特に限定されるものではなく、適宜設定することができる。
【００７９】
レーザーの強度としては、１.５Ｗ／ｃｍ2以上６３０Ｗ／ｃｍ2以下の範囲であることが好ましい。なおレーザーの強度が１.５Ｗ／ｃｍ2よりも弱い場合には、レーザー照射によるトナーの溶融が不十分となるために定着率が低下する。一方、定着露光エネルギーが６３０Ｗ／ｃｍ2よりも強くなると、レーザー照射によりトナーや用紙Ｐに焦げが生じるために定着率が低下する。
【００８０】
用紙Ｐが通過する間、Ｙ定着レーザー８１Ｙからのレーザー光は回転多面鏡８２によって走査され、用紙Ｐ上に保持されたトナーに照射される。すると、Ｙ定着レーザー８１Ｙの発光波長はイエロートナーの吸収波長に対応しているため、Ｙ定着レーザー８１Ｙから照射されるレーザー光は用紙Ｐ上のイエロートナーによって選択的に吸収され、光の吸収によって発熱したイエロートナーが溶融する。
【００８１】
続いて、Ｍ定着レーザー８１Ｍからのレーザー光が回転多面鏡８２によって走査され、用紙Ｐ上に保持されたトナーに照射される。すると、Ｍ定着レーザー８１Ｍの発光波長はマゼンタトナーの吸収波長に対応しているため、Ｍ定着レーザー８１Ｍから照射されるレーザー光は用紙Ｐ上のマゼンタトナーによって選択的に吸収され、光の吸収によって発熱したマゼンタトナーが溶融する。
【００８２】
続いて、Ｃ定着レーザー８１Ｃからのレーザー光が回転多面鏡８２によって走査され、用紙Ｐ上に保持されたトナーに照射される。すると、Ｃ定着レーザー８１Ｃの発光波長はシアントナーの吸収波長に対応しているため、Ｃ定着レーザー８１Ｃから照射されるレーザー光は用紙Ｐ上のシアントナーによって選択的に吸収され、光の吸収によって発熱したシアントナーが溶融する。
【００８３】
続いて、Ｋ定着レーザー８１Ｋからのレーザー光が回転多面鏡８２によって走査され、用紙Ｐ上に保持されたトナーに照射される。すると、Ｋ定着レーザー８１Ｋの発光波長はブラックトナーの吸収波長に対応しているため、Ｋ定着レーザー８１Ｋから照射されるレーザー光は用紙Ｐ上のブラックトナーによって選択的に吸収され、光の吸収によって発熱したブラックトナーが溶融する。
溶融したトナーは自然冷却により固化する。
【００８４】
上記のように、用紙Ｐ上のトナーには、各色トナーの最大吸収波長に対応するレーザー光が照射され、その結果、トナー像を形成する各色トナーが赤外線吸収剤を含まなくても、トナー像は用紙Ｐ上に効率的及び/又は均一に定着され、定着性及び色再現性が良好な画像が形成される。
【００８５】
＜画像形成装置＞
次に、本発明の電子写真方式画像形成装置について説明する。
本発明の画像形成装置は、現像剤として前述の本発明に係る現像剤を使用し、前述の本発明に係る定着方法による定着装置(例えば、前述の本発明に係る定着装置)を備える限り、他の構成について特定のものに限定されず、電子写真用現像剤を用いる電子写真方式の画像形成装置の構成として公知のものをいずれも採用できる。
【００８６】
例えば、本発明の画像形成装置は、表面に静電潜像が形成される像担持体(感光体ドラム)と、像担持体表面を帯電させる帯電装置と、像担持体表面に静電潜像を形成する露光装置と、前述の本発明に係る現像剤を収容し且つ像担持体表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置と、像担持体表面のトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、像担持体表面を清浄化するクリーニング装置と、前述の本発明に係る定着方法によりトナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを含んで構成され得る。
本発明の画像形成装置は、例えば、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機であり得る。
【００８７】
以下、本発明の画像形成装置について図を参照しながら具体的に説明する。
図３は、本発明の画像形成装置の１つの実施形態の構成を示す断面図である。例示されている画像形成装置１００は、複写機能、プリンタ機能及びファクシミリ機能を併せ持つ複合機であり、伝達される画像情報に応じて、記録媒体上にフルカラー又はモノクロの画像を形成する。すなわち、画像形成装置１００においては、コピアモード(複写モード)、プリンタモード及びＦＡＸモードという３種の印刷モードを有しており、図示しない操作部からの操作入力、パーソナルコンピュータ、携帯端末装置、情報記録記憶媒体、メモリ装置を用いた外部機器からの印刷ジョブの受信などに応じて、図示しない制御部により、印刷モードが選択される。
【００８８】
画像形成装置１００は、トナー像形成部７と、転写部８と、定着装置４と、記録媒体供給部５と、排出部６とを含む。トナー像形成部７を構成する各部材及び転写部８に含まれる一部の部材は、カラー画像情報に含まれるブラック(ｂ)、シアン(ｃ)、マゼンタ(ｍ)及びイエロー(ｙ)の各色の画像情報に対応するために、それぞれ４つずつ設けられる。以降、本明細書中において、各色に応じて４つずつ設けられる各部材は、各色を表すアルファベットを参照符号の末尾に付して区別し、総称する場合は参照符号のみで表す。
【００８９】
(トナー像形成部)
トナー像形成部７は、感光体ドラム１１と、帯電部１２と、露光ユニット１３と、現像装置１４と、クリーニングユニット１５とを含む。
帯電部１２、現像装置１４及びクリーニングユニット１５は、感光体ドラム１１の回転方向まわりに、この順序で配置される。帯電部１２は、現像装置１４及びクリーニングユニット１５よりも鉛直方向下方に配置される。
【００９０】
感光体ドラム
感光体ドラム１１は、図示しない駆動部により、軸線回りに回転駆動可能に支持され、図示しない導電性基体及び導電性基体の表面に形成される感光層を含む。
【００９１】
「導電性基体」
導電性基体は種々の形状を採ることができ、例えば、円筒状、円柱状、薄膜シート状などを挙げることができる。これらの中でも円筒状が好ましい。導電性基体は導電性材料によって形成される。
導電性材料としては、この分野で常用されるものを使用でき、例えば、アルミニウム、銅、真鍮、亜鉛、ニッケル、ステンレス鋼、クロム、モリブデン、バナジウム、インジウム、チタン、金、白金などの金属、これらの２種以上の合金、合成樹脂フィルム、金属フィルム、紙などのフィルム状基体にアルミニウム、アルミニウム合金、酸化錫、金、酸化インジウムなどの１種又は２種以上からなる導電性層を形成してなる導電性フィルム、導電性粒子及び／又は導電性ポリマーを含有する樹脂組成物などを挙げることができる。なお、導電性フィルムに用いられるフィルム状基体としては、合成樹脂フィルムが好ましく、ポリエステルフィルムが特に好ましい。また、導電性フィルムにおける導電性層の形成方法としては、蒸着、塗布などが好ましい。
【００９２】
「感光層」
感光層は、例えば、電荷発生物質を含む電荷発生層と、電荷輸送物質を含む電荷輸送層とを積層することにより形成される。その際、導電性基体と電荷発生層又は電荷輸送層との間には、下引き層を設けることが好ましい。下引き層を設けることによって、導電性基体の表面に存在する傷及び凹凸を被覆して、感光層表面を平滑化する、繰り返し使用時における感光層の帯電性の劣化を防止する、低温及び／又は低湿環境下における感光層の帯電特性を向上させるといった利点が得られる。また最上層に感光体表面保護層を設けた耐久性の大きい三層構造の積層感光体であっても良い。
【００９３】
電荷発生層は、光照射により電荷を発生する電荷発生物質を主成分とし、必要に応じて公知の結着樹脂、可塑剤、増感剤などを含有する。電荷発生物質としては、この分野で常用されるものを用いることができる。例えば、ペリレンイミド、ペリレン酸無水物などのペリレン系顔料、キナクリドン、アントラキノンなどの多環キノン系顔料、金属及び無金属フタロシアニン、ハロゲン化無金属フタロシアニンなどのフタロシアニン系顔料、スクエアリウム色素、アズレニウム色素、チアピリリウム色素、カルバゾール骨格、スチリルスチルベン骨格、トリフェニルアミン骨格、ジベンゾチオフェン骨格、オキサジアゾール骨格、フルオレノン骨格、ビススチルベン骨格、ジスチリルオキサジアゾール骨格又はジスチリルカルバゾール骨格を有するアゾ顔料などを挙げることができる。
【００９４】
これらの中でも、無金属フタロシアニン顔料、オキソチタニルフタロシアニン顔料、フローレン環及び／又はフルオレノン環を含有するビスアゾ顔料、芳香族アミンからなるビスアゾ顔料、トリスアゾ顔料などは高い電荷発生能を有し、高感度の感光層を得るために適している。上記電荷発生物質は１種を単独で用いてもよく、又は２種以上を併用してもよい。電荷発生物質の含有量については、特に限定されるものではないが、電荷発生層中の結着樹脂１００重量部に対して、５重量部以上５００重量部以下であることが好ましく、１０重量部以上２００重量部以下であることがさらに好ましい。上記電荷発生層用の結着樹脂としては、特に限定されるものではなく、この分野で常用されるものを用いることができる。例えば、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリウレタン、アクリル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、ポリカーボネート、フェノキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアリレート、ポリアミド、ポリエステルなどを挙げることができる。結着樹脂は１種を単独で用いてもよく、又は必要に応じて２種以上を併用してもよい。
【００９５】
電荷発生層は、電荷発生物質及び結着樹脂ならびに必要に応じて可塑剤、増感剤などのそれぞれ適量を、これらの成分を溶解又は分散し得る適切な有機溶媒に溶解又は分散して電荷発生層塗液を調製し、当該電荷発生層塗液を導電性基体表面に塗布し、乾燥することにより形成することができる。このようにして得られる電荷発生層の膜厚については、特に限定されるものではないが、０.０５μｍ以上５μｍ以下であることが好ましく、０.１μｍ以上２.５μｍ以下であることがさらに好ましい。
【００９６】
電荷発生層の上に積層される電荷輸送層は、電荷発生物質から発生する電荷を受け入れて輸送する能力を有する電荷輸送物質及び電荷輸送層用の結着樹脂を必須成分とし、必要に応じて公知の酸化防止剤、可塑剤、増感剤、潤滑剤などを含有してもよい。電荷輸送物質としてはこの分野で常用されるものを用いることができる。例えば、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール及びその誘導体、ポリ−γ−カルバゾリルエチルグルタメート及びその誘導体、ピレン−ホルムアルデヒ縮合物及びその誘導体、ポリビニルピレン、ポリビニルフェナントレン、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、９−(ｐ−ジエチルアミノスチリル)アントラセン、１，１−ビス(４−ジベンジルアミノフェニル)プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、ピラゾリン誘導体、フェニルヒドラゾン類、ヒドラゾン誘導体、トリフェニルアミン系化合物、テトラフェニルジアミン系化合物、トリフェニルメタン系化合物、スチルベン系化合物、３−メチル−２−ベンゾチアゾリン環を有するアジン化合物などの電子供与性物質、フルオレノン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、インデノチオフェン誘導体、フェナンスレンキノン誘導体、インデノピリジン誘導体、チオキサントン誘導体、ベンゾ［ｃ］シンノリン誘導体、フェナジンオキサイド誘導体、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、プロマニル、クロラニル、ベンゾキノンなどの電子受容性物質などを挙げることができる。
【００９７】
電荷輸送物質は、１種を単独で用いてもよく、又は２種以上を併用してもよい。電荷輸送物質の含有量については、特に限定されるものではないが、電荷輸送物質中の結着樹脂１００重量部に対して１０重量部以上３００重量部以下であることが好ましく、３０重量部以上１５０重量部以下であることが好ましい。上記電荷輸送層用の結着樹脂としては、特に限定されるものではなく、この分野で常用され、且つ電荷輸送物質を均一に分散できるものを用いることが可能である。例えば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリビニルブチラール、ポリアミド、ポリエステル、ポリケトン、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリアクリルアミド、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリスルホン樹脂、これらの共重合樹脂などを挙げることができる。これらの中でも、成膜性、得られる電荷輸送層の耐摩耗性、電気特性などを考慮すると、ビスフェノールＺをモノマー成分として含有するポリカーボネート(以後「ビスフェノールＺ型ポリカーボネート」と称す)、ビスフェノールＺ型ポリカーボネートと他のポリカーボネートとの混合物などが好ましい。上記結着樹脂は、１種を単独で用いてもよく、又は２種以上を併用してもよい。
【００９８】
電荷輸送層には、電荷輸送物質及び電荷輸送層用の結着樹脂と共に、酸化防止剤が含まれることが好ましい。当該酸化防止剤としては、この分野で常用されるものを用いることができる。例えば、ビタミンＥ、ハイドロキノン、ヒンダードアミン、ヒンダードフェノール、パラフェニレンジアミン、アリールアルカン及びそれらの誘導体、有機硫黄化合物、有機燐化合物などを挙げることができる。上記酸化防止剤は、１種を単独で用いてもよく、又は２種以上を併用してもよい。酸化防止剤の含有量については、特に制限されるものではないが、電荷輸送層を構成する成分の合計量の０.０１重量％以上１０重量％以下、好ましくは０.０５重量％以上５重量％以下となるように添加される。
【００９９】
電荷輸送層は、電荷輸送物質及び結着樹脂、ならびに必要に応じて酸化防止剤、可塑剤、増感剤などのそれぞれ適量を、これらの成分を溶解又は分散し得る適切な有機溶媒に溶解又は分散して電荷輸送層用塗液を調製し、この電荷輸送層用塗液を電荷発生層表面に塗布し、乾燥することにより形成することができる。
【０１００】
このようにして得られる電荷発生層の膜厚については、特に限定されるものではないが、１０μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましく、１５μｍ以上４０μｍ以下であることがさらに好ましい。なお、１つの層に、電荷発生物質と電荷輸送物質とが存在する感光層を形成することもできる。その場合、電荷発生物質及び電荷輸送物質の種類、含有量、結着樹脂の種類、及びその他の添加剤などについては、電荷発生層及び電荷輸送層を別々に形成する場合と同様の条件で行うことができる。
【０１０１】
本実施の形態において、上記のような、電荷発生物質及び電荷輸送物質を用いる有機感光層を形成してなる感光体ドラムを用いるが、シリコンなどを用いる無機感光層を形成してなる感光体ドラムを代わりに用いることも可能である。
【０１０２】
帯電部
帯電部１２は、感光体ドラム１１を臨み、感光体ドラム１１の長手方向に沿って感光体ドラム１１表面から間隙を有して離隔するように配置され、感光体ドラム１１表面を所定の極性及び電位に帯電させる。帯電部１２には、帯電ブラシ型帯電器、チャージャー型帯電器、鋸歯型帯電器、イオン発生装置などを用いることが可能である。本実施の形態において、帯電部１２は感光体ドラム１１表面から離隔するように設けられるが、これに限定されるものではない。例えば、帯電部１２として帯電ローラを用い、帯電ローラと感光体ドラム１１とが圧接するように帯電ローラを配置してもよく、帯電ブラシ、磁気ブラシなどの接触帯電方式の帯電器を用いてもよい。
【０１０３】
露光ユニット
露光ユニット１３は、露光ユニット１３から出射される各色情報の光が、帯電部１２と現像装置１４との間を通過して感光体ドラム１１の表面に照射されるように配置される。露光ユニット１３は、画像情報を該ユニット内でｂ、ｃ、ｍ、ｙの各色情報の光に分岐し、帯電部１２によって一様な電位に帯電された感光体ドラム１１表面を各色情報の光で露光し、その表面に静電潜像を形成する。露光ユニット１３には、例えば、レーザー照射部及び複数の反射ミラーを備えるレーザースキャニングユニットを使用できる。他にもＬＥＤ(Light Emitting Diode)アレイ、液晶シャッタと光源とを適宜組み合わせたユニットを用いてもよい。
【０１０４】
現像装置
現像装置１４の構成を、図４に示す断面図を参照しながら説明する。現像装置１４は、本発明に係るカプセルトナーを含む一成分現像剤又は二成分現像剤を用いて現像を行う。つまり、現像装置１４は、長期にわたり十分な定着性を保つことが可能な上記トナーを含む現像剤を用いて現像を行うので、トナー像を感光体ドラム１１上に形成することができる。
【０１０５】
現像装置１４は、現像槽２０とトナーホッパ２１とを含む。現像槽２０は感光体ドラム１１表面を臨むように配置され、感光体ドラム１１の表面に形成された静電潜像にトナーを供給して現像し、可視像であるトナー像を形成する容器状部材である。現像槽２０は、その内部空間に本発明に係るカプセルトナーを含む一成分現像剤又は二成分現像剤を収容し、且つ現像ローラ２２、供給ローラ２３、撹拌ローラ２４などのローラ部材、又はスクリュー部材を収容して、これらを回転自在に支持する。現像槽２０の感光体ドラム１１を臨む側面には開口部が形成され、この開口部を介して感光体ドラム１１に対向する位置に現像ローラ２２が設けられる。
【０１０６】
現像ローラ２２は、感光体ドラム１１との圧接部又は最近接部において感光体ドラム１１表面の静電潜像に本発明に係るカプセルトナーを供給するローラ状部材である。トナーの供給に際しては、現像ローラ２２表面にトナーの帯電電位とは逆極性の電位が現像バイアス電圧(以下単に「現像バイアス」とする)として印加される。これによって、現像ローラ２２表面のトナーが静電潜像に円滑に供給される。さらに、現像バイアス値を変更することによって、静電潜像に供給されるトナー量(トナー付着量)を制御することができる。
【０１０７】
供給ローラ２３は現像ローラ２２を臨んで回転駆動可能に設けられるローラ状部材であり、現像ローラ２２周辺に本発明に係るカプセルトナーを含む一成分現像剤又は二成分現像剤を供給する。撹拌ローラ２４は供給ローラ２３を臨んで回転駆動可能に設けられるローラ状部材であり、トナーホッパ２１から現像槽２０内に新たに供給される本発明に係るカプセルトナーを供給ローラ２３周辺に送給する。トナーホッパ２１は、その鉛直方向下部に設けられるトナー補給口(図示せず)と、現像槽２０の鉛直方向上部に設けられるトナー受入口(図示せず)とが連通するように設けられ、現像槽２０のトナー消費状況に応じてトナーを補給する。またトナーホッパ２１を用いず、各色トナーカートリッジから直接トナーを補給するよう構成してもよい。
【０１０８】
クリーニングユニット
図３に示すクリーニングユニット１５は、記録媒体にトナー像を転写した後に、感光体ドラム１１の表面に残留するトナーを除去し、感光体ドラム１１の表面を清浄化する。クリーニングユニット１５には、例えば、クリーニングブレードなどの板状部材が用いられる。なお、画像形成装置１００においては、感光体ドラム１１として、主に有機感光体ドラムが用いられ、有機感光体ドラムの表面は樹脂成分を主体とするものであるため、帯電装置によるコロナ放電によって発生するオゾンの化学的作用によって表面の劣化が進行しやすい。ところが、劣化した表面部分はクリーニングユニット１５よる擦過作用を受けて摩耗し、徐々にではあるが確実に除去される。したがって、オゾンなどによる表面の劣化の問題が実際上解消され、長期間にわたって、帯電動作による帯電電位を安定に維持することができる。本実施の形態ではクリーニングユニット１５を設けたが、特に限定されるものではなく、クリーニングユニット１５を設けなくてもよい。
【０１０９】
トナー像形成部７によれば、帯電部１２によって均一な帯電状態にある感光体ドラム１１の表面に、露光ユニット１３から画像情報に応じた信号光を照射して静電潜像を形成し、これに現像装置１４からトナーを供給してトナー像を形成し、このトナー像を中間転写ベルト２５に転写した後に、感光体ドラム１１表面に残留するトナーをクリーニングユニット１５で除去する。この一連のトナー像形成動作が繰り返し実行される。
【０１１０】
(転写部)
転写部８は、感光体ドラム１１の上方に配置され、中間転写ベルト２５と、駆動ローラ２６と、従動ローラ２７と、中間転写ローラ２８(ｂ、ｃ、ｍ、ｙ)と、転写ベルトクリーニングユニット２９、転写ローラ３０とを含む。中間転写ベルト２５は、駆動ローラ２６と従動ローラ２７とによって張架されてループ状の移動経路を形成する無端ベルト状部材であり、矢印Ｂの方向に回転駆動する。中間転写ベルト２５が、感光体ドラム１１に接しながら感光体ドラム１１を通過する際、中間転写ベルト２５を介して感光体ドラム１１に対向配置される中間転写ローラ２８から、感光体ドラム１１表面のトナーの帯電極性とは逆極性の転写バイアスが印加され、感光体ドラム１１の表面に形成されたトナー像が中間転写ベルト２５上へ転写される。
【０１１１】
フルカラー画像の場合、各感光体ドラム１１で形成される各色のトナー画像が、中間転写ベルト２５上に順次重ねて転写されることによって、フルカラートナー像が形成される。駆動ローラ２６は図示しない駆動部によってその軸線回りに回転駆動が可能なように設けられ、その回転駆動によって、中間転写ベルト２５を矢印Ｂ方向へ回転駆動させる。従動ローラ２７は駆動ローラ２６の回転駆動に従動して回転可能なように設けられ、中間転写ベルト２５が弛まないように一定の張力を中間転写ベルト２５に付与する。中間転写ローラ２８は、中間転写ベルト２５を介して感光体ドラム１１に圧接し、且つ図示しない駆動部によってその軸線回りに回転駆動が可能なように設けられる。中間転写ローラ２８は、前述のように転写バイアスを印加する図示しない電源が接続され、感光体ドラム１１表面のトナー像を中間転写ベルト２５に転写する機能を有する。
【０１１２】
転写ベルトクリーニングユニット２９は、中間転写ベルト２５を介して従動ローラ２７に対向し、中間転写ベルト２５の外周面に接触するように設けられる。感光体ドラム１１との接触によって中間転写ベルト２５に付着するトナーは、記録媒体の裏面を汚染する原因となるので、転写ベルトクリーニングユニット２９が中間転写ベルト２５表面のトナーを除去し回収する。転写ローラ３０は、中間転写ベルト２５を介して駆動ローラ２６に圧接し、図示しない駆動部によって軸線回りに回転駆動が可能なように設けられる。転写ローラ３０と駆動ローラ２６との圧接部(転写ニップ部)において、中間転写ベルト２５に担持されて搬送されて来るトナー像が、後述する記録媒体供給部５から送給される記録媒体に転写される。トナー像を担持する記録媒体は、定着装置４に送給される。転写部８によれば、感光体ドラム１１と中間転写ローラ２８との圧接部において感光体ドラム１１から中間転写ベルト２５に転写されるトナー像が、中間転写ベルト２５の矢印Ｂ方向への回転駆動によって転写ニップ部に搬送され、そこで記録媒体に転写される。
【０１１３】
(定着装置)
本発明の画像形成装置においては、定着装置は、前述した本発明に係る定着方法を利用する定着装置である。
定着装置４は、転写部８よりも記録媒体の搬送方向下流側に設けられた、レーザー定着装置８０より構成される。
定着装置４は、上記＜定着方法及び装置＞で説明したとおりである。
【０１１４】
(記録媒体供給部)
図３に示す記録媒体供給部５は、自動給紙トレイ３５と、ピックアップローラ３６と、搬送ローラ３７と、レジストローラ３８、手差給紙トレイ３９を含む。自動給紙トレイ３５は画像形成装置１００の鉛直方向下部に設けられ、記録媒体を貯留する容器状部材である。記録媒体としては、普通紙、カラーコピー用紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート、葉書などがある。ピックアップローラ３６は、自動給紙トレイ３５に貯留される記録媒体を１枚ずつ取り出し、用紙搬送路Ｓ１に送給する。搬送ローラ３７は互いに圧接するように設けられる一対のローラ部材であり、記録媒体をレジストローラ３８に向けて搬送する。
【０１１５】
レジストローラ３８は互いに圧接するように設けられる一対のローラ部材であり、搬送ローラ３７から送給される記録媒体を、中間転写ベルト２５に担持されるトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、転写ニップ部に送給する。手差給紙トレイ３９は、手動動作によって記録媒体を画像形成装置１００内に取り込む装置であり、手差給紙トレイ３９から取り込まれる記録媒体は、搬送ローラ３７によって用紙搬送路Ｓ２内を通過し、レジストローラ３８に送給される。記録媒体供給部５によれば、自動給紙トレイ３５又は手差給紙トレイ３９から１枚ずつ供給される記録媒体を、中間転写ベルト２５に担持されるトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、転写ニップ部に送給する。
【０１１６】
(排出部)
排出部６は、搬送ローラ３７と、排出ローラ４０と、排出トレイ４１とを含む。搬送ローラ３７は、用紙搬送方向において定着ニップ部よりも下流側に設けられ、定着装置４によって画像が定着された記録媒体を排出ローラ４０に向けて搬送する。排出ローラ４０は、画像が定着された記録媒体を、画像形成装置１００の鉛直方向上面に設けられる排出トレイ４１に排出する。排出トレイ４１は、画像が定着された記録媒体を貯留する。
【０１１７】
画像形成装置１００は、図示しない制御手段を含む。制御手段は、例えば、画像形成装置１００の内部空間における上部に設けられ、記憶部と演算部と制御部とを含む。制御手段の記憶部には、画像形成装置１００の上面に配置される図示しない操作パネルを介する各種設定値、画像形成装置１００内部の各所に配置される図示しないセンサなどからの検知結果、外部機器からの画像情報などが入力される。また、各種手段を実行するプログラムが書き込まれる。各種手段とは、例えば、記録媒体を判定する記録媒体判定手段、トナーの付着量を制御する付着量制御手段、トナーの定着条件を制御する定着条件制御手段などである。記憶部には、この分野で常用されるものを使用でき、例えば、リードオンリィメモリ(ＲＯＭ)、ランダムアクセスメモリ(ＲＡＭ)、ハードディスクドライブ(ＨＤＤ)などを挙げることができる。
【０１１８】
外部機器には、画像情報の形成又は取得が可能であり、且つ画像形成装置１００に電気的に接続可能な電気・電子機器を用いることができる。例えば、コンピュータ、デジタルカメラ、テレビジョン受像機器、ビデオレコーダ、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)レコーダ、ＨＤＤＶＤ(High-Definition Digital Versatile Disc)、ブルーレイディスクレコーダ、ファクシミリ装置、携帯端末装置などを挙げることができる。演算部は、記憶部に書き込まれる各種データ(画像形成命令、検知結果、画像情報など)及び各種手段のプログラムを取り出し、各種判定を行う。制御部は、上記演算部の判定結果に応じて該当装置に制御信号を送付し、動作制御を行う。制御部及び演算部は中央処理装置(ＣＰＵ、Central Processing Unit)を備えるマイクロコンピュータ、マイクロプロセッサなどによって実現される処理回路を含む。制御手段は、前述の処理回路とともに主電源を含み、電源は制御手段だけでなく、画像形成装置１００内部における各装置にも電力を供給する。
【０１１９】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
なお、本明細書中において範囲を示す「Ａ〜Ｂ」は、「Ａ以上、Ｂ以下」を意味するものとする。
【実施例】
【０１２０】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は実施例によって限定されるものではない。
＜体積平均粒子径＞
電解液(商品名：ＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ、ベックマン・コールター株式会社製)５０ｍｌに、試料２０ｍｇ及びアルキルエーテル硫酸エステルナトリウム１ｍｌを加え、超音波分散器(商品名：ＵＨ−５０、株式会社エスエムテー製)によって、超音波周波数２０ｋＨｚで３分間分散処理して、測定用試料を調製した。この測定用試料について、粒度分布測定装置(商品名：ＭｕｌｔｉｓｉｚｅｒＩＩＩ、ベックマン・コールター株式会社製)を用い、アパーチャ径１００μｍ、測定粒子数５００００カウントの条件下に測定を行い、試料粒子の体積粒度分布から体積平均粒子径を求めた。
【０１２１】
＜結着樹脂のガラス転移温度(Ｔｇ)＞
示差走査熱量計(商品名：ＤＳＣ２２０、セイコー電子工業株式会社製)を用い、日本工業規格(ＪＩＳ)Ｋ７１２１−１９８７に準じ、試料１ｇを昇温速度毎分１０℃で加熱してＤＳＣ曲線を測定した。得られたＤＳＣ曲線のガラス転移に相当する吸熱ピークの高温側のベースラインを低温側に延長した直線と、ピークの立ち上がり部分から頂点までの曲線に対して勾配が最大になるような点で引いた接線との交点の温度をガラス転移温度(Ｔｇ)として求めた。
【０１２２】
＜結着樹脂の軟化温度(Ｔｍ)＞
流動特性評価装置(商品名：フローテスターＣＦＴ−１００Ｃ、株式会社島津製作所製)において、荷重１０ｋｇｆ／ｃｍ2(９.８×１０5Ｐａ)を与えて試料１ｇがダイ(ノズル口径１ｍｍ、長さ１ｍｍ)から押し出されるように設定し、昇温速度毎分６℃で加熱し、ダイから試料の半分量が流出したときの温度を求め、軟化温度とした。
【０１２３】
１．二成分現像剤の製造
(実施例１)
(１)コア粒子の製造
結着樹脂としてスチレンアクリル樹脂、ガラス転移温度Ｔｇ：５５℃、軟化温度Ｔｍ：１１０℃)を８７.５部と、着色剤(Ｃ.Ｉ.ピグメントブルー１５；顔料粒子径０.７５μｍ)を８部と、帯電制御剤(商品：ボントロンＥ８４、オリエント化学工業株式会社製)を１.５部とを混合機(商品名：ヘンシェルミキサ、三井鉱山株式会社製)で混合した。二軸押出機(商品名：ＰＣＭ−３０、株式会社池貝製)を用い、シリンダ温度１４５℃、バレル回転数３００ｒｐｍの条件下において、得られた混合物を溶融混練して、溶融混練物を調製した。この溶融混練物を室温まで冷却した後に、カッターミル(商品名：ＶＭ−１６、株式会社セイシン企業製)で粗粉砕し、粒子径１００μｍ以下の粗粉を調製した。
【０１２４】
得られた粗粉４０ｇ、キサンタンガム１３.３ｇ、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(商品名：ルノックスＳ−１００、アニオン系分散剤、東邦化学工業株式会社製)４ｇ、スルホコハク酸系界面活性剤(商品名：エアロールＣＴ−１ｐ、主成分：スルホコハク酸ジオクチルナトリウム塩、東邦化学工業株式会社製)０.６７ｇ、及び残部を水として、合計８００ｇとなるように粗粉スラリー原料を混合し、得られた混合物を混合機(商品名：ニュージェネレーションミキサＮＧＭ−１.５ＴＬ、株式会社美粒製)に投入し、２０００ｒｐｍで５分間撹拌した後に脱気して、粗粉スラリーを得た。
【０１２５】
得られた粗粉スラリー８００ｇを高圧ホモジナイザ(商品名：ＮＡＮＯ３０００、株式会社美粒製)のタンクに投入し、温度を１８５℃に維持しながら、且つ２１０ＭＰａの加圧条件下において、該高圧ホモジナイザ内を３０分間循環させ、樹脂粒子のスラリーを得た。
【０１２６】
得られた樹脂粒子スラリー６００ｇと、塩化ステアリルトリメチルアンモニウム(商品名：コータミン８６Ｗ、花王株式会社製)の２０％水溶液３０ｇとを、造粒装置(商品名：ニュージェネレーションミキサＮＧＭ−１.５ＴＬ、株式会社美粒製)に投入し、７５℃、２０００ｒｐｍにおいて３０分撹拌した後に、８５℃に昇温して、さらに２時間撹拌した。未凝集の微粉を凝集させるために、昇温後に水３００ｇを追加し、室温まで急冷して、コア粒子スラリーを得た。得られたコア粒子の体積平均粒子径は７μｍであった。
【０１２７】
(２)シェル粒子
シェル層形成用のシェル粒子は、着色剤を体積平均粒子径が０.２μｍのものに変更した以外はコア粒子の製造に用いたものと同じ材料及び配合量で同様に溶融混練した後、高圧ホモジナイザにて体積平均粒子径が０.１μｍのシェル粒子の分散液を得た。
【０１２８】
(３)カプセルトナーの製造
上記のようにして得られたコア粒子スラリー４５０ｇ及びシェル層用粒子スラリー４５ｇを、クリアランス０.２ｍｍである５００ｍｌ容量のローター／スクリーンタイプの高速乳化機(クレアミクス、エム・テクニック(株)製)に移し、回転体部分の回転速度を１８ｍ／秒とし、液温８０℃で１０分間処理をし、次いで濾過することによって粒子を取り出し、水洗を５回行った後、粒子を７５℃の熱風で乾燥し、カプセルトナーを得た。
【０１２９】
(４)二成分現像剤の製造
得られたカプセルトナー１００重量部と、外添剤として疎水性シリカ(商品名：Ｒ−９７４、日本アエロジル株式会社製)２.２重量部と、疎水性チタン(商品名：Ｔ−８０５、日本アエロジル株式会社製)１.６重量部とを、ヘンシェルミキサ(商品名：ＦＭミキサ、三井鉱山株式会社製)で混合することによりトナーに外添剤を外添した。
キャリアとして体積平均粒子径４５μｍのフェライトコアキャリアを用い、現像剤中のトナーの濃度が７％となるようにＶ型混合器混合機(商品名：Ｖ−５、株式会社特寿工作所製)を用いて２０分間混合し、実施例１の二成分現像剤を作製した。
【０１３０】
(実施例２〜５及び比較例１〜４)
コア粒子中に用いた着色剤微粒子及び/又はシェル粒子中に用いた着色剤微粒子の体積平均粒子径を表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして実施例２〜５及び比較例１〜４の二成分現像剤を作製した。
【０１３１】
【表１】
【０１３２】
２．定着性の評価
市販の複写機(商品名：ＭＸ−２７００、シャープ株式会社製)の定着装置を、図４に示すような定着装置(Ｙ定着レーザー：４３０ｎｍ、Ｍ定着レーザー：５６５ｎｍ、Ｃ定着レーザー：６２０ｎｍ、Ｋ定着レーザー：７８０ｎｍ、出力：出力：２５０Ｗ/ｃｍ2)に改造したものに、実施例及び比較例の二成分現像剤をそれぞれ充填した。トナーの付着量が１.２ｍｇ／ｃｍ2(カプセルトナー二層分に相当)になるように調整してベタ画像を定着し、評価画像を作成した。
【０１３３】
作成した評価用画像の表面を、学振式堅牢度試験において、１ｋｇの荷重を載せた砂消しゴム(商品名：ライオン 消しゴム ギャザ砂、株式会社ライオン事務器製)を用いて、１４ｍｍ／ｓの速度で３往復分擦過した。擦過前後の光学反射密度(像濃度)を、反射濃度計(商品名：ＲＤ−９１４、マクベス社製)を用いて測定し、定着率を算出した。
【０１３４】
定着率は、下記(１)式を用いて求めた。
定着率(％)＝［(擦過後の像濃度)／(擦過前の像濃度)］×１００ ・・・(１)
上記式(１)により得られた定着率が７０％以上であれば、十分な定着性を有するカプセルトナーであると評価した。
【０１３５】
実施例１〜５及び比較例１〜４の二成分現像剤の定着率を表１に示す。
定着性を評価した結果、本発明のカプセルトナーを含んでなる現像剤は、レーザー定着システムだけで十分な定着性を確保できることが明らかとなった。
【０１３６】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
本発明のカプセルトナーは、該トナーと外添剤とを含む一成分現像剤、又は該トナーとキャリアとを含む二成分現像剤に適用可能であり、定着装置としてレーザー定着システムを備えた画像形成装置に適用可能である。
【符号の説明】
【０１３８】
１ カプセルトナー
２ コア粒子
３ シェル層(被覆層)
Ｃ１ コア粒子中の着色剤微粒子
Ｃ２ シェル層中の着色剤微粒子
ａ コア粒子中の着色剤微粒子の体積平均粒子径
ｂ コート層中の着色剤微粒子の体積平均粒子径
【０１３９】
４ 定着装置
７ トナー像形成部
１１ 感光体ドラム
１２ 帯電部
１３ 露光ユニット
１４ 現像装置
１５ クリーニングユニット
【０１４０】
２０ 現像槽
２１ トナーホッパ
２２ 現像ローラ
２３ 供給ローラ
２４ 撹拌ローラ
２５ 中間転写ベルト
２６ 中間転写ベルトの駆動ローラ
２７ 中間転写ベルトの従動ローラ
２８ 中間転写ローラ
【０１４１】
２９ 転写ベルトクリーニングユニット
３０ 転写ローラ
３５ 自動給紙トレイ
３６ ピックアップローラ
３７ 搬送ローラ
３８ レジストローラ
３９ 手差給紙トレイ
４０ 排出ローラ
４１ 排出トレイ
【０１４２】
６１ 無端ベルト
６２ 駆動ローラ
６３ 従動ローラ
８０ レーザー定着装置
８１ レーザー光源
８２ 回転多面鏡
【０１４３】
１００ 画像形成装置
Ｐ 用紙(記録媒体)
Ｓ１ 用紙搬送路
Ｓ２ 用紙搬送路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも結着樹脂及び着色剤微粒子からなるコア粒子と、少なくとも結着樹脂及び着色剤微粒子からなり、かつ前記コア粒子を被覆するコート層とを備え、前記コア粒子中の着色剤微粒子の体積平均粒子径ａと前記コート層中の着色剤微粒子の体積平均粒子径ｂとが次の関係：２.０≦ａ／ｂ≦５.０及び０.５μｍ≦ａ≦０.９μｍを満たし、定着に際してレーザー光のみを照射されることを特徴とする、コア−シェル構造を有する電子写真用カプセルトナー。
【請求項２】
次の関係：０.１μｍ≦ｂ≦０.４μｍを更に満たす請求項１に記載のトナー。
【請求項３】
シアントナー、マゼンタトナー又はイエロートナーである請求項１又は２に記載のトナー。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のトナーと外添剤とを含んでなることを特徴とする電子写真用一成分現像剤。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のトナーとキャリアとを含んでなる特徴とする電子写真用二成分現像剤。
【請求項６】
記録媒体上に請求項１〜３のいずれか１項に記載のトナーで形成された未定着のトナー像に、前記トナーに含まれる着色剤微粒子の吸収波長域内の波長を有するレーザー光を照射することによって該トナーを溶融させ、その後再度固化させることにより前記トナー像を前記記録媒体上に定着させることを特徴とするトナー像の定着方法。
【請求項７】
少なくとも１つの請求項１〜３のいずれか１項に記載のトナーで形成された未定着のトナー像を記録媒体上に定着させる定着装置であって、前記少なくとも１つのトナーを加熱溶融する手段を備え、該手段が、前記少なくとも１つのトナーのそれぞれに、各トナーに含まれる着色剤微粒子の吸収波長域内の波長を有するレーザー光を照射する少なくとも１つのレーザー光源を含んでなり、且つトナーに光を照射する光源としては前記レーザー光源のみを含むことを特徴とする定着装置。
【請求項８】
少なくとも１つの請求項４又は５に記載の現像剤を使用し、請求項７に記載の定着装置を備えることを特徴とする電子写真画像形成装置。
【請求項１】
少なくとも結着樹脂及び着色剤微粒子からなるコア粒子と、少なくとも結着樹脂及び着色剤微粒子からなり、かつ前記コア粒子を被覆するコート層とを備え、前記コア粒子中の着色剤微粒子の体積平均粒子径ａと前記コート層中の着色剤微粒子の体積平均粒子径ｂとが次の関係：２.０≦ａ／ｂ≦５.０及び０.５μｍ≦ａ≦０.９μｍを満たし、定着に際してレーザー光のみを照射されることを特徴とする、コア−シェル構造を有する電子写真用カプセルトナー。
【請求項２】
次の関係：０.１μｍ≦ｂ≦０.４μｍを更に満たす請求項１に記載のトナー。
【請求項３】
シアントナー、マゼンタトナー又はイエロートナーである請求項１又は２に記載のトナー。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のトナーと外添剤とを含んでなることを特徴とする電子写真用一成分現像剤。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のトナーとキャリアとを含んでなる特徴とする電子写真用二成分現像剤。
【請求項６】
記録媒体上に請求項１〜３のいずれか１項に記載のトナーで形成された未定着のトナー像に、前記トナーに含まれる着色剤微粒子の吸収波長域内の波長を有するレーザー光を照射することによって該トナーを溶融させ、その後再度固化させることにより前記トナー像を前記記録媒体上に定着させることを特徴とするトナー像の定着方法。
【請求項７】
少なくとも１つの請求項１〜３のいずれか１項に記載のトナーで形成された未定着のトナー像を記録媒体上に定着させる定着装置であって、前記少なくとも１つのトナーを加熱溶融する手段を備え、該手段が、前記少なくとも１つのトナーのそれぞれに、各トナーに含まれる着色剤微粒子の吸収波長域内の波長を有するレーザー光を照射する少なくとも１つのレーザー光源を含んでなり、且つトナーに光を照射する光源としては前記レーザー光源のみを含むことを特徴とする定着装置。
【請求項８】
少なくとも１つの請求項４又は５に記載の現像剤を使用し、請求項７に記載の定着装置を備えることを特徴とする電子写真画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−９５３４３（Ｐ２０１１−９５３４３Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４６９２４（Ｐ２００９−２４６９２４）
【出願日】平成２１年１０月２７日（２００９．１０．２７）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２７日（２００９．１０．２７）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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